バイオ配列：Tm・翻訳・アラインメント・酵素消化

バイオ配列は DNA・RNA・タンパク質配列のための5パネル構成のワークベンチです。配列と Tm は組成・質量・融解温度を、翻訳と ORF は6フレーム翻訳とオープンリーディングフレームを、タンパク質は物理化学的性質を、アラインメントはペアワイズのグローバル・ローカルアラインメントを、制限酵素はサイトと仮想消化を担当します。洗浄した1本の配列が5パネルすべてに渡され、各パネルは独自のアドレスを持ち、計算はすべてローカルで実行されます。

更新 2026-10-016 个来源约 4 分钟读完

使い方

配列を用意します。生の塩基または FASTA レコードを貼り付けます。ヘッダー、空白、数字はスキップされ、無効な文字は報告され、モデルが対応する場合は IUPAC コード（N、R、Y、S）も受け付けます。
パネルを選びます。タブ列から選ぶか、そのアドレスを開きます。配列はパネル間で保持されます。
モデルを指定します。質量には分子と5′末端、翻訳には遺伝暗号表1・2・3・11、Tm には塩とプライマーの濃度、アラインメントには行列とギャップコスト、トポロジーには直鎖または環状を選びます。
読み取ってコピーします。カード、表、テキストブロックに逆相補鎖、ペプチド、アラインメント、断片が表示されます。
信頼する前に比較します。並べて表示したモデルが不一致を指摘し、Tm のばらつきカードは8 °Cを超えると赤くなります。

計算例

値はすべてパネルが読み込むデモによるもので、変更したのは ORF のしきい値だけです。

パネル	入力	読み取り値
配列と Tm	87 nt のデモ、dsDNA、5′-OH、50 mM Na⁺、500 nM プライマー	87 nt · GC 55.17% · 53637.78 Da · ΔG°₃₇ -94.88 kcal/mol
配列と Tm	プライマー `ATGGCCATTGTAATGGGCCG`	NN Tm 58.4 °C · GC ルール 53.8 °C · Wallace 62 °C · ばらつき 8.2 °C
翻訳と ORF	デモ、表1、しきい値 ≥ 20 aa の後 ≥ 5 aa	フレーム +1 は `MAIVMGRKGARLRDRSASLGAIPG`（29 aa、5ストップ）を読み取り、≥ 20 aa では ORF 0 個、≥ 5 aa では +3 21–59（12 aa、CTG/TAG）と +1 1–24*（7 aa、ATG/TGA）
タンパク質	75 aa のデモ	pI 8.51 · 8.799 kDa · GRAVY -0.004 · 不安定性 34.21（安定）· pH 7 で +1.67
アラインメント	HEAGAWGHEE / PAWHEAE、BLOSUM50、オープン8、エクステンド8	グローバルスコア 1、同一性 45.5%（5/11）、ローカルスコア 28（`AWGHE` / `AW-HE`）
制限酵素	87 nt のデモ、既定の6酵素、直鎖	3 か所の切断 → 4 断片 · 最大 71 bp（81.6%）· シングルカッターは EcoRI、HindIII、SmaI

デモのフレームはストップだらけなので、既定の最小値20 aa には何も届きません。5 aa では検索が2つの ORF を返します。

1つの配列、5つのモデル

パネルが共有するのは入力であってアルゴリズムではありません。配列と Tm は塩基を数えて3つの融解モデルを適用し、それぞれに有効性ラベルを付けます。翻訳は IUPAC コドンを展開し、曖昧なものは X として報告します。タンパク質は EMBOSS の pKa と Kyte–Doolittle のスケールを使います。アラインメントは選んだ行列で残基ペアを採点します。制限酵素は IUPAC サイトを走査して突出末端を報告します。どのモデルも名前を持ち、その設定は隠れた既定値ではなく入力です。

覚えておきたい限界

校正済みの範囲。: 最近接法の Tm は 10–1000 mM の塩を想定し、8 nt 未満では警告します。Wallace 則と GC 則は長さに制限され、GRAVY と不安定性指数は完全長タンパク質で校正されています。質量は平均質量で、単同位体質量ではありません。
入力アルファベットとサイズ上限。: パネルはモデルが要求する場所で A/C/G/T を受け付けます（最近接法の Tm は曖昧な塩基を拒否します）。アラインメントは 4,000,000 DP セル（約 2,000 × 2,000 残基）を超えると停止します。消化は参照表にある32種の一般的な酵素を走査します。
やらないこと。: 多重配列アラインメント、データベース検索、プライマー設計、プラスミド注釈は行いません。これはペアワイズのベンチ用計算機です。GenBank 検索や多重配列ツリーには NCBI BLAST や Clustal Omega を使ってください。

3つの Tm カードは一致しない

代表的な落とし穴は最初のパネルにあります。互換に見える3つの Tm 値です。プライマー ATGGCCATTGTAATGGGCCG では 58.4 °C（最近接法）、53.8 °C（GC 則）、62 °C（Wallace）と表示され、ばらつきは 8.2 °C です。87 nt のデモでは同じカードが 79.0 °C、79.8 °C、270 °C を示し、ばらつき 191.0 °C が赤字で印刷されます。Wallace は塩基組成 2(A+T) + 4(G+C) しか数えません。GC 則は平均補正を加えます。スタッキング・塩・プライマー濃度を反映するのは最近接法の値だけです。設計には最近接法のカードを使い、他の2つは長さの窓の外では通用しない経験則として扱ってください。

役立つ場面

プライマーを発注する

候補の20 mer を貼り付けます。GC 55.00%、50 mM Na⁺・500 nM で NN Tm 58.4 °C、質量は二本鎖 12235.05 Da（一本鎖 6173.07 Da）、OD₂₆₀ 単位あたり 4086.62 pmol/mL です。

コンストラクトを確認する

フレーム +1 はデモを MAIVMGR*KGAR*… と読み、ORF 検索は 21–59 の CTG 始まりの12 aa ペプチドを復元し、制限酵素パネルは同じ入力を 3 か所の切断 → 4 断片 に変えます。

タンパク質調製を整理する

75残基で pI 8.51、GRAVY -0.004、8.799 kDa、ε₂₈₀ 8,480 M⁻¹cm⁻¹、1 g/L での A₂₈₀ は 0.964 — バッファーの pH を選び、吸光度から濃度を読むのに十分です。

参考文献

SantaLucia J., A unified view of polymer, dumbbell, and oligonucleotide DNA nearest-neighbor thermodynamics, PNAS 95(4):1460–1465 (1998), pubmed.ncbi.nlm.nih.gov （访问日期：2026-10-01）— 最近接法 Tm のパラメーターと塩補正。
NCBI, Genetic Codes, ncbi.nlm.nih.gov （访问日期：2026-10-01）— 翻訳表 1/2/3/11。
Henikoff S. & Henikoff J.G., Amino acid substitution matrices from protein blocks, PNAS 89(22):10915–10919 (1992), pubmed.ncbi.nlm.nih.gov （访问日期：2026-10-01）— アラインメント用の BLOSUM 行列。
Kyte J. & Doolittle R.F., A simple method for displaying the hydropathic character of a protein, J Mol Biol 157(1):105–132 (1982), doi.org （访问日期：2026-10-01）— GRAVY 疎水性スケール。
Pace C.N. et al., How to measure and predict the molar absorption coefficient of a protein, Protein Sci 4(11):2411–2423 (1995), pubmed.ncbi.nlm.nih.gov （访问日期：2026-10-01）— 280 nm の吸光係数。
REBASE, The Restriction Enzyme Database, rebase.neb.com （访问日期：2026-10-01）— 認識サイトと切断位置。