Fehérje Molekulatömeg Kalkulátor | Ingyenes MW Eszköz

Fehérje molekulatömeg-kalkulátor

A fehérje molekulatömeg-kalkulátor egy fehérje tömegét az aminosav-szekvenciája alapján határozza meg. Az eredményt daltonban (Da), a molekulatömeg szabványos mértékegységében adja meg. Egy dalton tömege közel áll egyetlen hidrogénatom tömegéhez.

A molekulatömeg a mindennapi laboratóriumi munkában is fontos. Segít a kutatónak kiválasztani az SDS-PAGE-hez használt gél akrilamid-százalékát, megfelelő oszlopot választani gélszűréshez, valamint ellenőrizni, hogy a tömegspektrometriás eredmény megfelel-e a várt fehérjének. A kalkulátor által megadott érték kizárólag a szekvencián alapuló elméleti tömeg. A valódi fehérjék tömege nagyobb lehet a fehérje felépülése után bekövetkező kémiai módosítások, az úgynevezett poszttranszlációs módosítások miatt. Ezek egyetlen foszfátcsoport néhány daltonos tömegnövekedésétől a nehéz cukorláncok több tízezer daltonos tömegnövekedéséig terjedhetnek.

A fehérje molekulatömegének kiszámítása

A képlet

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

A lánc minden aminosava a maradék tömegét adja hozzá, nem a szabad aminosav tömegét. Amikor két aminosav peptidkötéssel kapcsolódik, a reakció során egy vízmolekula szabadul fel. A maradéktömegekben ez a víz már le van vonva, ezért a szekvencia összege automatikusan figyelembe veszi az összes belső peptidkötést.

A maradékok összeadását követően egy vízmolekulát (18,010565 Da) vissza kell adni. Ez a lánc két szabad végét veszi figyelembe: a kezdő hidrogénatomot (az N-terminálist) és a végső hidroxilcsoportot (a C-terminálist).

Gyakori hiba, hogy minden peptidkötéshez levonják a vizet, majd külön még egy vízmolekulát is visszaadnak. Ez kétszer számolja a vízveszteséget, mivel az alábbi maradéktömegek már nem tartalmazzák ezt a vizet. A számításban csak egyetlen víztag szerepel, amelyet a végén adunk hozzá.

Az aminosavmaradékok tömege

Ezek a 20 standard aminosav daltonban kifejezett monoisotópos maradéktömegei:

Megoldott példa

Vegyük a rövid alanin–glicin–szerin láncot, amelyet AGS-ként írunk.

1. Adjuk össze a maradéktömegeket: 71,03711 + 57,02146 + 87,03203 = 215,0906 Da.
2. Adjunk hozzá egy vízmolekulát a lánc két végéhez: 215,0906 + 18,010565 = 233,101165 Da.
3. Két tizedesjegyre kerekítve az AGS molekulatömege 233,10 Da.

Ehhez a tripeptidhez nem kell további vizet levonni a két peptidkötés miatt. Ez a veszteség már be van építve az 1. lépésben használt három maradéktömegbe.

A fehérje molekulatömeg-kalkulátor használata

1. Adjon meg egy szekvenciát az egybetűs standard aminosavkódokkal, például: MVKMDVYKGSSIGDSMSRSM. A kis- és nagybetűk egyaránt használhatók.
2. A kalkulátor gépelés közben ellenőrzi a szekvenciát, és jelzi azokat a karaktereket, amelyek nem tartoznak a 20 standard kód közé.
3. Megjeleníti a molekulatömeget daltonban, a szekvencia hosszát és az aminosav-összetétel részletes bontását.
4. Az eredmények egyetlen kattintással kimásolhatók laboratóriumi jegyzetekbe vagy jelentésekbe.

Mielőtt egy UniProt-hoz hasonló adatbázisból beilleszt egy szekvenciát, távolítsa el a FASTA-fejlécsort (a > karakterrel kezdődő sort), valamint az illesztőszoftverekből származó pozíciószámokat. Az X, B, Z és J betűk nem standard aminosavkódok, ezért a kalkulátor elutasítja őket; a számítás előtt cserélje ki ezeket egy konkrét aminosavra.

Miért fontos a fehérje molekulatömege?

• Gélelektroforézis (SDS-PAGE): a 20 kDa alatti kis fehérjék jó elválasztásához nagyobb százalékú gélre van szükség; a 100 kDa feletti nagy fehérjékhez kisebb százalékú gél szükséges.
• Gélszűrés: a fehérje molekulatömegtartománya határozza meg, hogy melyik oszlop töltete választja el megfelelően.
• Tömegspektrometria: a számított tömeget összehasonlítják a mért tömeggel az azonosság megerősítése vagy a váratlan változások kimutatása érdekében.
• Peptidszintézis: a molekulatömeg meghatározza az egyes kapcsolási lépésekhez szükséges kiindulási anyag pontos mennyiségét.
• Puffer- és dózisszámítások: a molaritás és a tömeg szerinti koncentráció közötti átváltáshoz szükség van a molekulatömegre.

Korlátok

A kalkulátor kizárólag a szekvencián alapuló elméleti tömeget adja meg. Nem tartalmazza a következőket:

• Poszttranszlációs módosítások, például a glikoziláció során hozzáadott cukorláncok vagy a foszforiláció során hozzáadott foszfátcsoportok. Ezeket manuálisan kell hozzáadni, vagy tömegspektrometriával kell meghatározni.
• Diszulfidkötések. Két ciszteinmaradék közötti minden kötés két hidrogénatomot távolít el, kötésenként körülbelül 2,02 Da tömeggel. A kalkulátor feltételezi, hogy minden cisztein szabad állapotú.
• Nem standard aminosavak, például a szelenocisztein vagy a pirrolizin, valamint a kémiailag módosított maradékok, például a hidroxi-prolin.
• Kofaktorok, például a fehérjéhez kötődő hemcsoportok vagy fémionok.

Gyakran ismételt kérdések

Mi a fehérje molekulatömege? Ez egy fehérje teljes tömege, amelyet általában daltonban (Da) vagy kilodaltonban (kDa) adnak meg, ahol 1 kDa = 1 000 Da. Értéke a szekvenciában található aminosavmaradékok tömegének összege, plusz egy vízmolekula a lánc két végéhez.

Miért ad hozzá a képlet vizet a levonása helyett? A peptidkötés kialakulásakor egy vízmolekula szabadul fel, és az összegzésben használt maradéktömegekből ez a víz már le van vonva. A végén csak azért adunk vissza egyetlen vízmolekulát, hogy figyelembe vegyük a kész lánc két végén lévő szabad hidrogén- és hidroxilcsoportokat.

Mennyire pontos a számított tömeg? Kémiai módosításokat nem tartalmazó fehérje esetén a számítás a felhasznált aminosavtömegek pontosságának megfelelő, jellemzően egy dalton törtrészén belüli pontosságú. A valódi, például glikozilált vagy diszulfidkötéseket tartalmazó fehérjék tömege eltér a számított értéktől.

Kezeli a kalkulátor a módosított vagy nem standard aminosavakat? Nem. Csak a 20 standard aminosavat támogatja. A szelenociszteint, a pirrolizint és más módosított maradékokat nem ismeri fel; ezeket manuális korrekcióval vagy erre szakosodott eszközzel kell kezelni.

Hogyan válthatom át a daltont kilodaltonra? Ossza el 1 000 értékkel. Egy 25 000 Da tömegű fehérje 25 kDa. A közleményekben a kis peptidek esetében gyakran Da-t, a nagyobb fehérjéknél pedig kDa-t használnak.

Miért nem egyezik a gél- vagy tömegspektrometriás eredmény a számított tömeggel? A leggyakoribb okok a poszttranszlációs módosítások, a diszulfidkötések, illetve az, hogy a fehérje a transzláció után rövidebb érett formára hasadt. További ok lehet a tömegtípusok eltérése. Ez a kalkulátor a monizotópos tömeget adja meg, amely minden atom esetében annak legkisebb tömegű izotópjával számol. Számos más eszköz, köztük az ExPASy ProtParam, az átlagos tömeget adja meg. Az átlagos tömeg nagyobb: rövid peptideknél 1 Da alatti, nagy fehérjéknél pedig több tucat dalton az eltérés. Az SDS-PAGE nagyon savas vagy nagyon bázikus fehérjék esetén félrevezető helyen is megjelenítheti a sávot, ezért a molekulatömegnek csak durva becslését adja.