Proteiini Molekulaarne Kaal Kalkulaator

Sissejuhatus

Proteiini molekulaarne kaal kalkulaator on hädavajalik tööriist biokeemikutele, molekulaarbioloogidele ja proteiiniteadlastele, kes peavad määrama proteiinide massi nende aminohapete järjestuste põhjal. Proteiinid on keerulised makromolekulid, mis koosnevad aminohapete ahelatest, ja nende molekulaarse kaalu teadmine on oluline erinevate laboritehnikate, eksperimentaalse kavandamise ja andmeanalüüsi jaoks. See kalkulaator pakub kiiret ja täpset viisi, kuidas hinnata mis tahes proteiini molekulaarset kaalu, kasutades selle aminohapete järjestust, säästes teadlastelt väärtuslikku aega ja vähendades arvutusvigade võimalust.

Proteiini molekulaarne kaal, mida sageli väljendatakse daltonites (Da) või kilodaltonites (kDa), esindab kõigi proteiini individuaalsete aminohapete kaalude summat, arvestades peptide sidemete moodustamise ajal kadunud veemolekule. See fundamentaalne omadus mõjutab proteiini käitumist lahuses, elektroforeesi liikuvust, kristalliseerumise omadusi ja paljusid teisi füüsikalisi ja keemilisi omadusi, mis on olulised teadusuuringutes ja tööstuslikes rakendustes.

Meie kasutajasõbralik kalkulaator nõuab ainult teie proteiini ühe tähega aminohappe järjestust, et genereerida täpsed molekulaarse kaalu hinnangud, muutes selle kergesti ligipääsetavaks nii kogenud teadlastele kui ka proteiiniteaduse uustulnukatele.

Kuidas Arvutatakse Proteiini Molekulaarset Kaalu

Põhivalem

Proteiini molekulaarne kaal arvutatakse järgmise valemi abil:

$MW_{protein} = \sum_{i=1}^{n} MW_{amino acid_i} - (n-1) \times MW_{water} + MW_{water}$

Kus:

• $MW_{protein}$ on kogu proteiini molekulaarne kaal daltonites (Da)
• $\sum_{i=1}^{n} MW_{amino acid_i}$ on kõikide individuaalsete aminohapete molekulaarsete kaalude summa
• $n$ on järjestuses olevate aminohapete arv
• $MW_{water}$ on vee molekulaarne kaal (18.01528 Da)
• $(n-1)$ esindab moodustunud peptide sidemete arvu
• Lõplik $+ MW_{water}$ termin arvestab terminaalsete rühmade (H ja OH) olemasolu

Aminohappe Molekulaarsed Kaalud

Arvutuses kasutatakse 20 tavalise aminohappe standardseid molekulaarseid kaale:

Veekadu Peptiidsidemete Moodustamisel

Kui aminohapped liituvad, et moodustada proteiine, loovad nad peptide sidemed. Selle protsessi käigus vabastatakse iga moodustatud sideme kohta üks veemolekul (H₂O). See veekadu tuleb arvestada molekulaarse kaalu arvutamisel.

Proteiini puhul, millel on n aminohapet, moodustatakse (n-1) peptide sidet. Kuid me lisame tagasi ühe veemolekuli, et arvestada terminaalsete rühmade (N-terminus H ja C-terminus OH) olemasolu.

Näide Arvutamisest

Arvutame lihtsa tripeptiidi: Ala-Gly-Ser (AGS) molekulaarse kaalu.

1. Summeerime individuaalsete aminohapete kaalud:

   • Alaniin (A): 71.03711 Da
   • Glütsiin (G): 57.02146 Da
   • Seriin (S): 87.03203 Da
   • Kokku: 215.0906 Da

2. Lahutame peptide sidemete tõttu kadunud vee:

   • Peptiidsidemete arv = 3-1 = 2
   • Veemolekuli kaal = 18.01528 Da
   • Kokku veekadu = 2 × 18.01528 = 36.03056 Da

3. Lisame tagasi ühe veemolekuli terminaalsete rühmade jaoks:

   • 18.01528 Da

4. Lõplik molekulaarne kaal:

   • 215.0906 - 36.03056 + 18.01528 = 197.07532 Da

Kuidas Seda Kalkulaatorit Kasutada

Proteiini molekulaarse kaalu kalkulaatori kasutamine on lihtne:

1. Sisestage oma proteiini järjestus tekstikasti, kasutades standardseid ühe tähega aminohappe koode (A, R, N, D, C, E, Q, G, H, I, L, K, M, F, P, S, T, W, Y, V).

2. Kalkulaator kehtestab automaatselt teie sisendi, et tagada, et see sisaldab ainult kehtivaid aminohappe koode.

3. Klõpsake nuppu "Kalkuleeri Molekulaarne Kaal" või oodake automaatse arvutuse lõpetamist.

4. Vaadake tulemusi, mis sisaldavad:

   • Arvutatud molekulaarne kaal daltonites (Da)
   • Järjestuse pikkus (aminohapete arv)
   • Aminohappe koostise jaotus
   • Kasutatud arvutuse valem

5. Saate kopeerida tulemused oma lõikepuhvrisse, klõpsates nuppu "Kopeeri", et kasutada neid aruannetes või edasiseks analüüsiks.

Sisestusjuhised

Täpsete tulemuste saamiseks järgige neid juhiseid oma proteiini järjestuse sisestamisel:

• Kasutage ainult standardseid ühe tähega aminohappe koode (suurtähed või väiketähed)
• Ärge lisage tühikuid, numbreid või erimärke
• Eemaldage kõik mitte-aminohappe märgid (nt järjestuse numbrid)
• Alternatiivsete tööriistade kasutamine, mis toetavad laiendatud aminohappe koode, on soovitatav, kui järjestuses on mitte-standardseid aminohappeid

Tulemuste Tõlgendamine

Kalkulaator annab mitmeid teavet:

1. Molekulaarne Kaal: Teoreetiline molekulaarne kaal teie proteiini kohta daltonites (Da). Suuremate proteiinide puhul võib see olla väljendatud kilodaltonites (kDa).

2. Järjestuse Pikkus: Kokku aminohapete arv teie järjestuses.

3. Aminohappe Koostis: Visuaalne jaotus teie proteiini aminohappe sisust, näidates iga aminohappe arvu ja protsenti.

4. Arvutamismeetod: Selge selgitus, kuidas molekulaarne kaal arvutati, sealhulgas kasutatud valem.

Kasutusalad

Proteiini molekulaarse kaalu kalkulaatoril on palju rakendusi erinevates elu- ja teadusvaldkondades:

Proteiini Puhastamine ja Analüüs

Teadlased kasutavad molekulaarse kaalu teavet, et:

• Seada üles sobivaid geelfiltratsioonikolonne
• Määrata sobivad polüakrüülamiidi geeli kontsentratsioonid SDS-PAGE jaoks
• Tõlgendada massispektromeetria andmeid
• Kinnitada proteiini ekspressiooni ja puhastamise tulemusi

Rekombinantse Proteiini Tootmine

Biotehnoloogia ettevõtted tuginevad täpsetele molekulaarse kaalu arvutustele, et:

• Kavandada ekspressioonikonstrukte
• Hinnata proteiini saagikust
• Arendada puhastusstrateegiaid
• Iseloomustada lõppprodukte

Peptiidi Süntees

Peptiidi keemikud kasutavad molekulaarse kaalu arvutusi, et:

• Määrata vajalike algmaterjalide kogus
• Arvutada teoreetilised saagid
• Kontrollida sünteesitud peptiidide identiteeti
• Kavandada analüütilisi meetodeid kvaliteedikontrolliks

Struktuuribioloogia

Struktuuribioloogid vajavad molekulaarse kaalu teavet, et:

• Seada üles kristalliseerimiskatseid
• Tõlgendada röntgendifraktsiooni andmeid
• Analüüsida proteiinikomplekte
• Arvutada proteiinidevahelise interaktsiooni stoihiomeetriat

Farmaatsia Arendus

Ravimite arendajad kasutavad proteiini molekulaarset kaalu, et:

• Iseloomustada terapeutilisi proteiine
• Arendada koostisosade strateegiaid
• Kavandada analüütilisi meetodeid
• Luua kvaliteedikontrolli spetsifikatsioone

Akadeemilised Uuringud

Õpilased ja teadlased kasutavad kalkulaatorit:

• Laboratoorsete katsete jaoks
• Andmeanalüüsiks
• Eksperimentaalse kavandamise jaoks
• Hariduslikel eesmärkidel

Alternatiivid

Kuigi meie proteiini molekulaarse kaalu kalkulaator pakub kiireid ja täpseid hinnanguid, on olemas alternatiivsed lähenemisviisid proteiini molekulaarse kaalu määramiseks:

1. Eksperimentaalsed Meetodid:

   • Massispektromeetria (MS): Pakub väga täpseid molekulaarse kaalu mõõtmisi ja suudab tuvastada post-translatsioonilisi modifikatsioone
   • Suuruse välistamine kromatograafia (SEC): Hinnanguline molekulaarne kaal põhineb hüdrodünaamilisel raadiusel
   • SDS-PAGE: Ligikaudne molekulaarne kaal põhineb elektroforeetilisel liikuvusel

2. Teised Arvutuslikud Tööriistad:

   • ExPASy ProtParam: Pakub lisaks molekulaarsele kaalule ka muid proteiini parameetreid
   • EMBOSS Pepstats: Pakub üksikasjalikku statistilist analüüsi proteiini järjestuste kohta
   • Proteiini Kalkulaator v3.4: Sisaldab täiendavaid arvutusi, nagu isoelektriline punkt ja kustutamise koefitsient

3. Spetsialiseeritud Tarkvara:

   • Proteiinide jaoks, millel on mitte-standardseid aminohappeid või post-translatsioonilisi modifikatsioone
   • Komplekssed proteiinikogumid või multimeersed proteiinid
   • Isotoopselt märgistatud proteiinid, mida kasutatakse NMR uuringutes

Proteiini Molekulaarse Kaalu Määramise Ajalugu

Molekulaarse kaalu kontseptsioon on olnud keemia aluseks alates John Daltoni atomiteooria ettepanekust 19. sajandi alguses. Kuid selle rakendamine proteiinidele on hilisema ajalooga:

Varajane Proteiiniteadus (1800-ndad-1920-ndad)

• 1838. aastal kasutas Jöns Jacob Berzelius terminit "proteiin", mis tuleneb kreeka sõnast "proteios", mis tähendab "peamine" või "esimese tähtsusega".
• Varased proteiiniteadlased, nagu Frederick Sanger, hakkasid mõistma, et proteiinid koosnevad aminohapetest.
• Kontseptsioon, et proteiinid on makromolekulid, millel on määratletud molekulaarne kaal, kujunes järk-järgult.

Analüütiliste Tehnikate Arendamine (1930-ndad-1960-ndad)

• Ultrapöörlemise leiutamine Theodor Svedbergi poolt 1920-ndatel võimaldas esimesi täpseid proteiini molekulaarsete kaalude mõõtmisi.
• Elektroforeesi tehnikate arendamine 1930-ndatel Arne Tiseliuse poolt pakkus veel ühe meetodi proteiini suuruse hindamiseks.
• 1958. aastal lõpetasid Stanford Moore ja William H. Stein esimese täieliku ribonukleaasi aminohappe järjestuse, võimaldades täpset molekulaarse kaalu arvutamist.

Kaasaegne Aeg (1970-ndad-Käesolev)

• Massispektromeetria tehnikate areng revolutsioneeris proteiini molekulaarse kaalu määramise.
• John Fenn ja Koichi Tanaka said 2002. aastal keemia Nobeli auhinna nende pehmete desorptsiooni ioniseerimise meetodite arendamise eest bioloogiliste makromolekulide massispektromeetriliste analüüside jaoks.
• Arvutuslikud meetodid proteiini omaduste, sealhulgas molekulaarse kaalu ennustamiseks, muutusid üha keerukamaks ja kergesti ligipääsetavaks.
• Genoomika ja proteoomika tekkimine 1990-ndatel ja 2000-ndatel tekitas vajaduse kõrge läbilaskevõimega proteiini analüüsi tööriistade järele, sealhulgas automatiseeritud molekulaarse kaalu kalkulaatorite järele.

Tänapäeval on proteiini molekulaarse kaalu arvutamine rutiinne, kuid hädavajalik osa proteiiniteadusest, mida hõlbustavad sellised tööriistad nagu meie kalkulaator, mis muudavad need arvutused kergesti ligipääsetavaks teadlastele üle kogu maailma.

Koodinäited

Siin on näited, kuidas arvutada proteiini molekulaarset kaalu erinevates programmeerimiskeeltes:

1' Excel VBA funktsioon proteiini molekulaarse kaalu arvutamiseks
2Function ProteinMolecularWeight(sequence As String) As Double
3    ' Aminohappe molekulaarsete kaalude määratlemine
4    Dim aaWeights As Object
5    Set aaWeights = CreateObject("Scripting.Dictionary")
6    
7    ' Algne aminohappe kaalude määratlemine
8    aaWeights("A") = 71.03711
9    aaWeights("R") = 156.10111
10    aaWeights("N") = 114.04293
11    aaWeights("D") = 115.02694
12    aaWeights("C") = 103.00919
13    aaWeights("E") = 129.04259
14    aaWeights("Q") = 128.05858
15    aaWeights("G") = 57.02146
16    aaWeights("H") = 137.05891
17    aaWeights("I") = 113.08406
18    aaWeights("L") = 113.08406
19    aaWeights("K") = 128.09496
20    aaWeights("M") = 131.04049
21    aaWeights("F") = 147.06841
22    aaWeights("P") = 97.05276
23    aaWeights("S") = 87.03203
24    aaWeights("T") = 101.04768
25    aaWeights("W") = 186.07931
26    aaWeights("Y") = 163.06333
27    aaWeights("V") = 99.06841
28    
29    ' Vee molekulaarne kaal
30    Const WATER_WEIGHT As Double = 18.01528
31    
32    ' Muutke järjestus suurte tähtedega
33    sequence = UCase(sequence)
34    
35    ' Arvutage kogukaal
36    Dim totalWeight As Double
37    totalWeight = 0
38    
39    ' Summeerige individuaalsete aminohapete kaalud
40    Dim i As Integer
41    For i = 1 To Len(sequence)
42        Dim aa As String
43        aa = Mid(sequence, i, 1)
44        
45        If aaWeights.Exists(aa) Then
46            totalWeight = totalWeight + aaWeights(aa)
47        Else
48            ' Kehtetu aminohappe kood
49            ProteinMolecularWeight = -1
50            Exit Function
51        End If
52    Next i
53    
54    ' Lahutage peptide sidemete tõttu kadunud vesi ja lisage terminaalne vesi
55    Dim numAminoAcids As Integer
56    numAminoAcids = Len(sequence)
57    
58    ProteinMolecularWeight = totalWeight - (numAminoAcids - 1) * WATER_WEIGHT + WATER_WEIGHT
59End Function
60
61' Kasutamine Excelis:
62' =ProteinMolecularWeight("ACDEFGHIKLMNPQRSTVWY")
63

1def calculate_protein_molecular_weight(sequence):
2    """
3    Arvutage proteiini molekulaarne kaal selle aminohappe järjestuse põhjal.
4    
5    Args:
6        sequence (str): Proteiini järjestus, kasutades ühe tähega aminohappe koode
7        
8    Returns:
9        float: Molekulaarne kaal daltonites (Da)
10    """
11    # Aminohappe molekulaarsete kaalude määratlemine
12    aa_weights = {
13        'A': 71.03711,
14        'R': 156.10111,
15        'N': 114.04293,
16        'D': 115.02694,
17        'C': 103.00919,
18        'E': 129.04259,
19        'Q': 128.05858,
20        'G': 57.02146,
21        'H': 137.05891,
22        'I': 113.08406,
23        'L': 113.08406,
24        'K': 128.09496,
25        'M': 131.04049,
26        'F': 147.06841,
27        'P': 97.05276,
28        'S': 87.03203,
29        'T': 101.04768,
30        'W': 186.07931,
31        'Y': 163.06333,
32        'V': 99.06841
33    }
34    
35    # Vee molekulaarne kaal
36    WATER_WEIGHT = 18.01528
37    
38    # Muutke järjestus suurte tähtedega
39    sequence = sequence.upper()
40    
41    # Kehtivuse kontroll
42    for aa in sequence:
43        if aa not in aa_weights:
44            raise ValueError(f"Kehtetu aminohappe kood: {aa}")
45    
46    # Summeerige individuaalsete aminohapete kaalud
47    total_weight = sum(aa_weights[aa] for aa in sequence)
48    
49    # Lahutage peptide sidemete tõttu kadunud vesi ja lisage terminaalne vesi
50    num_amino_acids = len(sequence)
51    molecular_weight = total_weight - (num_amino_acids - 1) * WATER_WEIGHT + WATER_WEIGHT
52    
53    return molecular_weight
54
55# Näite kasutamine:
56sequence = "MVKMDVYKGSSIGDSMSRSM"
57mw = calculate_protein_molecular_weight(sequence)
58print(f"Molekulaarne kaal: {mw:.2f} Da")
59

1function calculateProteinMolecularWeight(sequence) {
2  // Aminohappe molekulaarsete kaalude määratlemine
3  const aaWeights = {
4    'A': 71.03711,
5    'R': 156.10111,
6    'N': 114.04293,
7    'D': 115.02694,
8    'C': 103.00919,
9    'E': 129.04259,
10    'Q': 128.05858,
11    'G': 57.02146,
12    'H': 137.05891,
13    'I': 113.08406,
14    'L': 113.08406,
15    'K': 128.09496,
16    'M': 131.04049,
17    'F': 147.06841,
18    'P': 97.05276,
19    'S': 87.03203,
20    'T': 101.04768,
21    'W': 186.07931,
22    'Y': 163.06333,
23    'V': 99.06841
24  };
25  
26  // Vee molekulaarne kaal
27  const WATER_WEIGHT = 18.01528;
28  
29  // Muutke järjestus suurte tähtedega
30  sequence = sequence.toUpperCase();
31  
32  // Kehtivuse kontroll
33  for (let i = 0; i < sequence.length; i++) {
34    const aa = sequence[i];
35    if (!aaWeights[aa]) {
36      throw new Error(`Kehtetu aminohappe kood: ${aa}`);
37    }
38  }
39  
40  // Summeerige individuaalsete aminohapete kaalud
41  let totalWeight = 0;
42  for (let i = 0; i < sequence.length; i++) {
43    totalWeight += aaWeights[sequence[i]];
44  }
45  
46  // Lahutage peptide sidemete tõttu kadunud vesi ja lisage terminaalne vesi
47  const numAminoAcids = sequence.length;
48  const molecularWeight = totalWeight - (numAminoAcids - 1) * WATER_WEIGHT + WATER_WEIGHT;
49  
50  return molecularWeight;
51}
52
53// Näite kasutamine:
54const sequence = "ACDEFGHIKLMNPQRSTVWY";
55try {
56  const mw = calculateProteinMolecularWeight(sequence);
57  console.log(`Molekulaarne kaal: ${mw.toFixed(2)} Da`);
58} catch (error) {
59  console.error(error.message);
60}
61

1import java.util.HashMap;
2import java.util.Map;
3
4public class ProteinMolecularWeightCalculator {
5    private static final Map<Character, Double> aminoAcidWeights = new HashMap<>();
6    private static final double WATER_WEIGHT = 18.01528;
7    
8    static {
9        // Aminohappe kaalude määratlemine
10        aminoAcidWeights.put('A', 71.03711);
11        aminoAcidWeights.put('R', 156.10111);
12        aminoAcidWeights.put('N', 114.04293);
13        aminoAcidWeights.put('D', 115.02694);
14        aminoAcidWeights.put('C', 103.00919);
15        aminoAcidWeights.put('E', 129.04259);
16        aminoAcidWeights.put('Q', 128.05858);
17        aminoAcidWeights.put('G', 57.02146);
18        aminoAcidWeights.put('H', 137.05891);
19        aminoAcidWeights.put('I', 113.08406);
20        aminoAcidWeights.put('L', 113.08406);
21        aminoAcidWeights.put('K', 128.09496);
22        aminoAcidWeights.put('M', 131.04049);
23        aminoAcidWeights.put('F', 147.06841);
24        aminoAcidWeights.put('P', 97.05276);
25        aminoAcidWeights.put('S', 87.03203);
26        aminoAcidWeights.put('T', 101.04768);
27        aminoAcidWeights.put('W', 186.07931);
28        aminoAcidWeights.put('Y', 163.06333);
29        aminoAcidWeights.put('V', 99.06841);
30    }
31    
32    public static double calculateMolecularWeight(String sequence) throws IllegalArgumentException {
33        // Muutke järjestus suurte tähtedega
34        sequence = sequence.toUpperCase();
35        
36        // Kehtivuse kontroll
37        for (int i = 0; i < sequence.length(); i++) {
38            char aa = sequence.charAt(i);
39            if (!aminoAcidWeights.containsKey(aa)) {
40                throw new IllegalArgumentException("Kehtetu aminohappe kood: " + aa);
41            }
42        }
43        
44        // Summeerige individuaalsete aminohapete kaalud
45        double totalWeight = 0;
46        for (int i = 0; i < sequence.length(); i++) {
47            totalWeight += aminoAcidWeights.get(sequence.charAt(i));
48        }
49        
50        // Lahutage peptide sidemete tõttu kadunud vesi ja lisage terminaalne vesi
51        int numAminoAcids = sequence.length();
52        double molecularWeight = totalWeight - (numAminoAcids - 1) * WATER_WEIGHT + WATER_WEIGHT;
53        
54        return molecularWeight;
55    }
56    
57    public static void main(String[] args) {
58        try {
59            String sequence = "MVKMDVYKGSSIGDSMSRSM";
60            double mw = calculateMolecularWeight(sequence);
61            System.out.printf("Molekulaarne kaal: %.2f Da%n", mw);
62        } catch (IllegalArgumentException e) {
63            System.err.println(e.getMessage());
64        }
65    }
66}
67

1#include <iostream>
2#include <string>
3#include <map>
4#include <stdexcept>
5#include <algorithm>
6
7double calculateProteinMolecularWeight(const std::string& sequence) {
8    // Aminohappe molekulaarsete kaalude määratlemine
9    std::map<char, double> aaWeights = {
10        {'A', 71.03711},
11        {'R', 156.10111},
12        {'N', 114.04293},
13        {'D', 115.02694},
14        {'C', 103.00919},
15        {'E', 129.04259},
16        {'Q', 128.05858},
17        {'G', 57.02146},
18        {'H', 137.05891},
19        {'I', 113.08406},
20        {'L', 113.08406},
21        {'K', 128.09496},
22        {'M', 131.04049},
23        {'F', 147.06841},
24        {'P', 97.05276},
25        {'S', 87.03203},
26        {'T', 101.04768},
27        {'W', 186.07931},
28        {'Y', 163.06333},
29        {'V', 99.06841}
30    };
31    
32    // Vee molekulaarne kaal
33    const double WATER_WEIGHT = 18.01528;
34    
35    // Muutke järjestus suurte tähtedega
36    std::string upperSequence = sequence;
37    std::transform(upperSequence.begin(), upperSequence.end(), upperSequence.begin(), ::toupper);
38    
39    // Kehtivuse kontroll
40    for (char aa : upperSequence) {
41        if (aaWeights.find(aa) == aaWeights.end()) {
42            throw std::invalid_argument(std::string("Kehtetu aminohappe kood: ") + aa);
43        }
44    }
45    
46    // Summeerige individuaalsete aminohapete kaalud
47    double totalWeight = 0.0;
48    for (char aa : upperSequence) {
49        totalWeight += aaWeights[aa];
50    }
51    
52    // Lahutage peptide sidemete tõttu kadunud vesi ja lisage terminaalne vesi
53    int numAminoAcids = upperSequence.length();
54    double molecularWeight = totalWeight - (numAminoAcids - 1) * WATER_WEIGHT + WATER_WEIGHT;
55    
56    return molecularWeight;
57}
58
59int main() {
60    try {
61        std::string sequence = "ACDEFGHIKLMNPQRSTVWY";
62        double mw = calculateProteinMolecularWeight(sequence);
63        std::cout << "Molekulaarne kaal: " << std::fixed << std::setprecision(2) << mw << " Da" << std::endl;
64    } catch (const std::exception& e) {
65        std::cerr << "Viga: " << e.what() << std::endl;
66    }
67    
68    return 0;
69}
70

Korduma Kippuvad Küsimused

Mis on proteiini molekulaarne kaal?

Proteiini molekulaarne kaal, mida nimetatakse ka molekulmassiks, on proteiini molekuli kogumass, väljendatud daltonites (Da) või kilodaltonites (kDa). See esindab kõigi molekuli aatomite masside summat, arvestades peptide sidemete moodustamise ajal kadunud veemolekule. See fundamentaalne omadus on oluline proteiini iseloomustamiseks, puhastamiseks ja analüüsimiseks.

Kui täpne on see proteiini molekulaarse kaalu kalkulaator?

See kalkulaator pakub teoreetilist molekulaarset kaalu, mis põhineb aminohappe järjestusel, suure täpsusega. See kasutab aminohapete standardseid monoisotoopilisi massi ja arvestab peptide sidemete moodustamise ajal kadunud vett. Kuid see ei arvestata post-translatsioonilisi modifikatsioone, mitte-standardseid aminohappeid või isotoopilisi varieerumisi, mis võivad olla reaalses proteiinis.

Milliseid ühikuid kasutatakse proteiini molekulaarse kaalu jaoks?

Proteiini molekulaarsed kaalud väljendatakse tavaliselt daltonites (Da) või kilodaltonites (kDa), kus 1 kDa võrdub 1,000 Da. Dalton on ligikaudu võrdne vesiniku aatomi massiga (1.66 × 10^-24 grammi). Viiteks, väikesed peptiidid võivad olla mõnesaja Da, samas kui suured proteiinid võivad olla sadu kDa.

Miks erineb minu arvutatud molekulaarne kaal eksperimentaalsetest väärtustest?

Mõned tegurid võivad põhjustada erinevusi arvutatud ja eksperimentaalsete molekulaarsete kaalude vahel:

1. Post-translatsioonilised modifikatsioonid (fosforüleerimine, glükosüleerimine jne)
2. Disulfidi sidemete moodustumine
3. Proteolüütiline töötlemine
4. Mitte-standardsete aminohapete olemasolu
5. Eksperimentaalsed mõõtmise vead
6. Isotoopilised varieerumised

Muudetud proteiinide täpseks molekulaarse kaalu määramiseks on soovitatav massispektromeetria.

Kas see kalkulaator suudab käsitleda mitte-standardseid aminohappeid?

See kalkulaator toetab ainult 20 standardset aminohapet, kasutades nende ühe tähega koode (A, R, N, D, C, E, Q, G, H, I, L, K, M, F, P, S, T, W, Y, V). Mitte-standardsete aminohapete, seleeni tsüsteiini, pürroliini või muude muudetud jääkide puhul on soovitatav kasutada spetsialiseeritud tööriistu või käsitsi arvutusi.

Kuidas tõlgendada aminohappe koostise tulemusi?

Aminohappe koostis näitab teie proteiini järjestuses iga aminohappe arvu ja protsenti. See teave on kasulik:

• Teie proteiini füüsikaliste omaduste mõistmiseks
• Huvi pakkuvate piirkondade tuvastamiseks (nt hüdrofoobsed laigud)
• Eksperimentaalsete protseduuride kavandamiseks (nt spektroskoopilised mõõtmised)
• Sarnaste proteiinide võrdlemiseks erinevates liikides

Mis vahe on keskmisel ja monoisotoopilisel molekulaarsel kaalul?

• Monoisotoopiline molekulaarne kaal kasutab iga elemendi kõige levinuma isotoobi massi (mida see kalkulaator pakub)
• Keskmine molekulaarne kaal kasutab kõigi looduslikult esinevate isotoopide kaalude kaalutud keskmist

Väikeste peptiidide puhul on erinevus minimaalne, kuid see muutub suuremate proteiinide puhul olulisemaks. Massispektromeetria mõõdab tavaliselt monoisotoopilisi masse väikeste molekulide jaoks ja keskmisi masse suuremate jaoks.

Kuidas käsitleb kalkulaator N-terminaalseid ja C-terminaalseid rühmi?

Kalkulaator arvestab standardsete N-terminaalsete (NH₂-) ja C-terminaalsete (-COOH) rühmade olemasolu, lisades tagasi ühe veemolekuli (18.01528 Da) pärast peptide sidemete tõttu kadunud vee lahutamist. See tagab, et arvutatud molekulaarne kaal esindab täielikku proteiini koos õigete terminaalsete rühmadega.

Kas ma saan arvutada proteiini molekulaarset kaalu disulfidi sidemete puhul?

Jah, kuid see kalkulaator ei kohanda automaatselt disulfidi sidemeid. Iga disulfidi sideme moodustumine põhjustab kahe vesiniku aatomi (2.01588 Da) kadu. Disulfidi sidemete arvestamiseks lahutage arvutatud molekulaarsest kaalust 2.01588 Da iga disulfidi sideme kohta teie proteiinis.

Kuidas on proteiini molekulaarne kaal seotud proteiini suurusega?

Kuigi molekulaarne kaal korreleerub proteiini suurusega, ei ole suhe alati lihtne. Proteiini füüsilise suuruse mõjutavad tegurid hõlmavad:

• Aminohappe koostis
• Teise ja kolmanda astme struktuur
• Hüdraatide kiht
• Post-translatsioonilised modifikatsioonid
• Keskkonnatingimused (pH, soolasisaldus)

Umbes ligikaudse hinnangu saamiseks on 10 kDa globulaarse proteiini diameeter umbes 2-3 nm.

Viidatud Allikad

1. Gasteiger E., Hoogland C., Gattiker A., Duvaud S., Wilkins M.R., Appel R.D., Bairoch A. (2005) Proteiini Identifitseerimise ja Analüüsi Tööriistad ExPASy Serveris. In: Walker J.M. (eds) Proteoomika Protokollide Käsiraamat. Humana Press.

2. Nelson, D. L., & Cox, M. M. (2017). Lehninger Biokeemia Põhimõtted (7. väljaanne). W.H. Freeman and Company.

3. Steen, H., & Mann, M. (2004). Peptiidi järjestuse ABC-d (ja XYZ-d). Looduse Ülevaated Molekulaarne Rakubioloogia, 5(9), 699-711.

4. Voet, D., Voet, J. G., & Pratt, C. W. (2016). Biokeemia Põhitõed: Elu Molekulaarsel Tasemel (5. väljaanne). Wiley.

5. Creighton, T. E. (2010). Nucleotiidide ja Proteiinide Biophüüsika. Helvetian Press.

6. UniProt Consortium. (2021). UniProt: universaalne proteiini teadmistebaas 2021. Nucleic Acids Research, 49(D1), D480-D489.

7. Artimo, P., Jonnalagedda, M., Arnold, K., Baratin, D., Csardi, G., de Castro, E., Duvaud, S., Flegel, V., Fortier, A., Gasteiger, E., Grosdidier, A., Hernandez, C., Ioannidis, V., Kuznetsov, D., Liechti, R., Moretti, S., Mostaguir, K., Redaschi, N., Rossier, G., Xenarios, I., & Stockinger, H. (2012). ExPASy: SIB bioinformaatika ressursside portaal. Nucleic Acids Research, 40(W1), W597-W603.

8. Kinter, M., & Sherman, N. E. (2005). Proteiini Järjestuse ja Tuvastamise Kasutamine Tandem Massispektromeetria. Wiley-Interscience.

Proovige meie proteiini molekulaarse kaalu kalkulaatorit täna, et kiiresti ja täpselt määrata oma proteiini järjestuste molekulaarne kaal. Olgu need eksperimentide kavandamine, tulemuste analüüsimine või proteiini biokeemia õppimine, see tööriist annab teile vajalikku teavet sekunditega.