Valgu molekulmassaarvuti | Tasuta MW tööriist

Valkude molekulmassi kalkulaator

Valkude molekulmassi kalkulaator leiab valgu massi selle aminohappejärjestuse põhjal. Tulemus esitatakse daltonites (Da), molekulmassi standardühikus. Üks dalton on ligikaudu ühe vesinikuaatomi mass.

Molekulmass on igapäevases laboritöös oluline. See aitab valida SDS-PAGE-i geeli protsendi, valida geelfiltratsiooni kolonni ja kontrollida, kas massispektromeetria tulemus vastab eeldatavale valgule. Kalkulaatori antud väärtus on ainult järjestusel põhinev teoreetiline mass. Tegelikud valgud võivad olla raskemad pärast valgu sünteesi toimuvate keemiliste lisanduste ehk translatsioonijärgsete modifikatsioonide tõttu. Need ulatuvad ühe fosfaatrühma mõnest daltonist kuni raskete suhkrukettide kümnete tuhandete daltoniteni.

Kuidas arvutada valgu molekulmassi

Valem

$MW_{protein} = \sum_{i=1}^{n} MW_{residue_i} + MW_{water}$

Iga ahelas olev aminohape annab oma jäägi massi, mitte vaba aminohappe massi. Kui kaks aminohapet peptiidsidemega ühinevad, eraldub reaktsioonis üks veemolekul. Jäägi massides on see vesi juba eemaldatud, seega võtab järjestuse summa kõik ahelasisesed peptiidsidemed automaatselt arvesse.

Pärast jääkide summeerimist lisatakse tagasi üks veemolekul (18,010565 Da). See arvestab ahela kahe vaba otsaga: vesinikuaatomiga ahela alguses (N-terminus) ja hüdroksüülrühmaga ahela lõpus (C-terminus).

Levinud viga on lahutada iga peptiidsideme kohta vesi ja lisada seejärel eraldi üks veemolekul tagasi. See loendab veekao topelt, sest allpool toodud jääkide massid ei sisalda seda juba. Arvutuses on ainus veetermin lõpus lisatav üks veemolekul.

Aminohappejääkide massid

Need on 20 standardse aminohappe monoisotoopsed jäägimassid daltonites:

Näidisarvutus

Võtame lühikese ahela alaniin-glütsiin-seriin, mis on kirjutatud kujul AGS.

1. Liida jääkide massid: 71,03711 + 57,02146 + 87,03203 = 215,0906 Da.
2. Lisa ahela kahe otsa jaoks üks veemolekul: 215,0906 + 18,010565 = 233,101165 Da.
3. Kahe kümnendkohani ümardatuna on AGS-i molekulmass 233,10 Da.

Selle tripeptiidi kahe peptiidsideme jaoks ei lahutata täiendavalt vett. See veekadu sisaldub juba sammus 1 kasutatud kolme jäägi massis.

Kuidas kasutada valgu molekulmassi kalkulaatorit

1. Sisesta järjestus, kasutades aminohapete standardseid ühetähelisi koode, näiteks MVKMDVYKGSSIGDSMSRSM. Lubatud on nii suur- kui ka väiketähed.
2. Kalkulaator kontrollib järjestust sisestamise ajal ja märgib kõik märgid, mis ei kuulu 20 standardse koodi hulka.
3. See kuvab molekulmassi daltonites, järjestuse pikkuse ja aminohappelise koostise jaotuse.
4. Tulemusi saab ühe klõpsuga kopeerida laborimärkmikesse või aruannetesse.

Enne UniProti-sarnasest andmebaasist järjestuse kleepimist eemalda FASTA päiserida (rida, mis algab märgiga >) ja joondustarkvarast pärinevad positsiooninumbrid. Tähed X, B, Z ja J ei ole aminohapete standardsed koodid ning need lükatakse tagasi; enne arvutamist asenda need konkreetse aminohappega.

Miks on valgu molekulmass oluline

• Geel-elektroforees (SDS-PAGE): 20 kDa-st väiksemad valgud vajavad hea lahutuse saavutamiseks suurema protsendisisaldusega geeli; 100 kDa-st suuremad valgud vajavad väiksemat protsendisisaldust.
• Geelfiltratsioon: valgu molekulmassi vahemik määrab, milline kolonnimaterjal selle korralikult lahutab.
• Massispektromeetria: arvutatud massi võrreldakse mõõdetud massiga, et kinnitada valgu identiteeti või tuvastada ootamatuid muutusi.
• Peptiidi süntees: molekulmass määrab igas sidumisetapis vajaliku lähteaine täpse koguse.
• Puhvri- ja annusearvutused: molaarsuse ja massikontsentratsiooni vahel teisendamiseks on vaja molekulmassi.

Piirangud

Kalkulaator annab ainult järjestusel põhineva teoreetilise massi. See ei hõlma:

• Translatsioonijärgsed modifikatsioonid, näiteks glükosüülimisel lisanduvad suhkruketid või fosforüülimisel lisanduvad fosfaatrühmad. Need tuleb käsitsi lisada või mõõta massispektromeetria abil.
• Disulfiidsidemed. Iga kahe tsüsteiinijäägi vaheline side eemaldab kaks vesinikuaatomit ehk umbes 2,02 Da sideme kohta. Kalkulaator eeldab, et kõik tsüsteiinid on sidumata.
• Mittestandardsed aminohapped, näiteks selenotsüsteiin või pürrolüsiin, ja keemiliselt modifitseeritud jäägid, näiteks hüdroksüproliin.
• Kofaktorid, näiteks valguga seotud heemirühmad või metalliioonid.

Korduma kippuvad küsimused

Mis on valgu molekulmass? See on valgu kogumass, mida tavaliselt väljendatakse daltonites (Da) või kilodaltonites (kDa), kus 1 kDa võrdub 1 000 Da-ga. See võrdub järjestuses olevate aminohappejääkide masside summaga, millele on ahela kahe otsa tõttu liidetud üks veemolekul.

Miks lisab valem vee, selle asemel et seda lahutada? Peptiidsideme moodustumisel eraldub veemolekul ning summas kasutatavates jääkide massides on see vesi juba eemaldatud. Üks veemolekul lisatakse lõpus tagasi üksnes selleks, et arvestada valmis ahela kahe otsa vaba vesiniku- ja hüdroksüülrühmaga.

Kui täpne on arvutatud mass? Keemiliste modifikatsioonideta valgu puhul on arvutus sama täpne kui kasutatud aminohappemasside täpsus, tavaliselt daltoni murdosa piires. Modifikatsioonidega, näiteks glükosüülimise või disulfiidsidemetega valgud kaaluvad arvutatud väärtusest erineva koguse.

Kas kalkulaator käsitleb modifitseeritud või mittestandardseid aminohappeid? Ei. See toetab ainult 20 standardset aminohapet. Selenotsüsteiini, pürrolüsiini ja muid modifitseeritud jääke ei tuvastata ning neid tuleb käsitleda käsitsi tehtava paranduse või spetsiaalse tööriista abil.

Kuidas teisendada daltonid kilodaltoniteks? Jaga arv 1 000-ga. 25 000 Da suurune valk on 25 kDa. Teadusartiklites kasutatakse väikeste peptiidide puhul tavaliselt ühikut Da ja suuremate valkude puhul kDa.

Miks ei vasta minu geeli- või massispektromeetriatulemus arvutatud massile? Kõige levinumad põhjused on translatsioonijärgsed modifikatsioonid, disulfiidsidemed või see, et valk on pärast translatsiooni lühemaks küpseks vormiks lõigatud. Teine põhjus võib olla massitüübi erinevus. See kalkulaator annab monoisotoopse massi, mille puhul kasutatakse iga aatomi kõige kergemat isotoopi. Paljud muud tööriistad, sealhulgas ExPASy ProtParam, annavad keskmise massi. Keskmine mass on suurem: lühikese peptiidi puhul alla 1 Da ja suure valgu puhul kümnete daltonite võrra. SDS-PAGE võib väga happeliste või väga aluseliste valkude puhul näidata riba eksitavas asukohas, seega on see molekulmassi puhul vaid ligikaudne hinnang.