Kalkulator molekularne mase proteina | Besplatni MW alat

Kalkulator molekulske mase proteina

Kalkulator molekulske mase proteina određuje masu proteina na temelju njegova slijeda aminokiselina. Rezultat se izražava u daltonima (Da), standardnoj jedinici za molekulsku masu. Jedan dalton približno odgovara masi jednog atoma vodika.

Molekulska masa važna je u svakodnevnom laboratorijskom radu. Istraživaču pomaže odabrati postotak gela za SDS-PAGE, izabrati kolonu za gel-filtraciju i provjeriti odgovara li rezultat masene spektrometrije očekivanom proteinu. Vrijednost koju daje kalkulator teorijska je masa temeljena samo na slijedu. Stvarni proteini mogu imati veću masu zbog kemijskih dodataka nastalih nakon izgradnje proteina, koji se nazivaju posttranslacijske modifikacije. One sežu od nekoliko daltona za jednu fosfatnu skupinu do desetaka tisuća daltona za velike šećerne lance.

Kako izračunati molekulsku masu proteina

Formula

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

Svaka aminokiselina u lancu pridonosi svojom masom ostatka, a ne masom slobodne aminokiseline. Kada se dvije aminokiseline povežu peptidnom vezom, reakcijom se oslobađa jedna molekula vode. Mase ostataka već su izračunate tako da je ta voda uklonjena, pa zbroj slijeda automatski obuhvaća sve unutarnje peptidne veze.

Nakon zbrajanja ostataka dodaje se jedna molekula vode (18,010565 Da). Time se obuhvaćaju dva slobodna kraja lanca: atom vodika na početku (N-kraj) i hidroksilna skupina na kraju (C-kraj).

Česta je pogreška oduzeti vodu za svaku peptidnu vezu i zatim zasebno ponovno dodati molekulu vode. Time se gubitak vode računa dvaput jer su je navedene mase ostataka već isključile. Jedini član koji se odnosi na vodu u izračunu jest ona jedna molekula dodana na kraju.

Mase ostataka aminokiselina

Ovo su monoisotopne mase ostataka, izražene u daltonima, za 20 standardnih aminokiselina:

Primjer izračuna

Uzmimo kratki lanac alanin-glicin-serin, zapisan kao AGS.

1. Zbrojite mase ostataka: 71,03711 + 57,02146 + 87,03203 = 215,0906 Da.
2. Dodajte jednu molekulu vode za dva kraja lanca: 215,0906 + 18,010565 = 233,101165 Da.
3. Zaokruženo na dvije decimale, molekulska masa AGS-a iznosi 233,10 Da.

Za dvije peptidne veze u ovom tripeptidu ne oduzima se dodatna voda. Taj je gubitak već uračunan u tri mase ostataka upotrijebljene u koraku 1.

Kako upotrebljavati kalkulator molekulske mase proteina

1. Unesite slijed standardnim jednoznakovnim oznakama aminokiselina, primjerice MVKMDVYKGSSIGDSMSRSM. Rade i velika i mala slova.
2. Kalkulator provjerava slijed tijekom upisivanja i označava svaki znak koji nije jedna od 20 standardnih oznaka.
3. Prikazuje molekulsku masu u daltonima, duljinu slijeda i raščlambu sastava aminokiselina.
4. Rezultati se mogu kopirati jednim klikom za laboratorijske bilježnice ili izvješća.

Prije lijepljenja slijeda iz baze podataka kao što je UniProt uklonite redak zaglavlja FASTA (redak koji počinje znakom >) i sve brojeve položaja iz programa za poravnanje. Slova X, B, Z i J nisu standardne oznake aminokiselina i bit će odbijena; prije izračuna zamijenite ih određenom aminokiselinom.

Zašto je molekulska masa proteina važna

• Elektroforeza u gelu (SDS-PAGE): za dobro razdvajanje malih proteina ispod 20 kDa potreban je gel s većim postotkom; za velike proteine iznad 100 kDa potreban je gel s manjim postotkom.
• Gel-filtracija: raspon molekulske mase proteina određuje koja će ga kolonska smola pravilno razdvojiti.
• Masena spektrometrija: izračunata masa uspoređuje se s izmjerenom masom radi potvrde identiteta ili otkrivanja neočekivanih promjena.
• Sinteza peptida: molekulska masa određuje točnu količinu početnog materijala potrebnu za svaki korak povezivanja.
• Izračuni pufera i doze: za pretvaranje molarnosti u masenu koncentraciju i obratno potrebna je molekulska masa.

Ograničenja

Kalkulator daje teorijsku masu temeljenu samo na slijedu. Ne uključuje:

• Posttranslacijske modifikacije, poput šećernih lanaca dodanih glikozilacijom ili fosfatnih skupina dodanih fosforilacijom. Njih treba dodati ručno ili izmjeriti masenom spektrometrijom.
• Disulfidne veze. Svaka veza između dvaju ostataka cisteina uklanja dva atoma vodika, približno 2,02 Da po vezi. Kalkulator pretpostavlja da svi cisteini nisu povezani.
• Nestandardne aminokiseline, poput selenocisteina ili pirolizina, te kemijski modificirani ostaci, kao što je hidroksiprolin.
• Kofaktore, poput hem-skupina ili metalnih iona vezanih za protein.

Često postavljana pitanja

Što je molekulska masa proteina? To je ukupna masa proteina, koja se obično izražava u daltonima (Da) ili kilodaltonima (kDa), pri čemu 1 kDa iznosi 1.000 Da. Jednaka je zbroju masa ostataka aminokiselina u slijedu uvećanom za jednu molekulu vode za dva kraja lanca.

Zašto formula dodaje vodu umjesto da je oduzima? Stvaranjem peptidne veze oslobađa se molekula vode, a mase ostataka upotrijebljene u zbroju već su izračunate tako da je ta voda uklonjena. Jedna se molekula vode na kraju ponovno dodaje samo radi uračunavanja slobodne vodikove i hidroksilne skupine na dvama krajevima dovršenog lanca.

Koliko je točan izračun mase? Za protein bez kemijskih modifikacija izračun je točan do preciznosti upotrijebljenih masa aminokiselina, obično unutar djelića daltona. Stvarni proteini s modifikacijama, poput glikozilacije ili disulfidnih veza, imat će drukčiju masu od izračunate vrijednosti.

Može li kalkulator obrađivati modificirane ili nestandardne aminokiseline? Ne. Podržava samo 20 standardnih aminokiselina. Selenocistein, pirolizin i drugi modificirani ostaci nisu prepoznati te ih treba obraditi ručnom korekcijom ili specijaliziranim alatom.

Kako pretvoriti dal­tone u kilodal­tone? Podijelite s 1.000. Protein mase 25.000 Da ima masu 25 kDa. U znanstvenim se radovima za male peptide obično upotrebljava Da, a za veće proteine kDa.

Zašto se rezultat na gelu ili u masenoj spektrometriji ne podudara s izračunatom masom? Najčešći su uzroci posttranslacijske modifikacije, disulfidne veze ili protein koji je nakon translacije skraćen u kraći zreli oblik. Drugi je uzrok nepodudaranje vrste mase. Ovaj kalkulator prikazuje monoisotopnu masu, pri čemu se upotrebljava najlakši izotop svakog atoma. Mnogi drugi alati, uključujući ExPASy ProtParam, prikazuju prosječnu masu. Prosječna je masa veća: za kratki peptid manje od 1 Da, a za veliki protein za desetke daltona. SDS-PAGE također može pokazati vrpcu na varljivom položaju kod vrlo kiselih ili vrlo bazičnih proteina, pa je to samo približna procjena molekulske mase.