Kalkulator Berat Molekul Protein | Alat MW Gratis

Kalkulator Berat Molekul Protein

Kalkulator berat molekul protein menentukan massa protein dari urutan asam aminonya. Hasilnya dinyatakan dalam Dalton (Da), satuan standar untuk massa molekul. Satu Dalton mendekati massa satu atom hidrogen.

Berat molekul penting dalam pekerjaan laboratorium sehari-hari. Berat ini membantu peneliti memilih persentase gel untuk SDS-PAGE, memilih kolom untuk filtrasi gel, dan memeriksa apakah hasil spektrometri massa sesuai dengan protein yang diharapkan. Nilai yang diberikan kalkulator adalah berat teoretis yang hanya didasarkan pada urutan. Protein nyata dapat memiliki berat lebih besar karena penambahan kimiawi yang terjadi setelah protein terbentuk, yang disebut modifikasi pascatranslasi. Penambahan ini berkisar dari beberapa Dalton untuk satu gugus fosfat hingga puluhan ribu Dalton untuk rantai gula berat.

Cara menghitung berat molekul protein

Rumus

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

Setiap asam amino dalam suatu rantai menyumbang berat residu, bukan berat asam amino bebas. Ketika dua asam amino bergabung melalui ikatan peptida, reaksi tersebut melepaskan satu molekul air. Berat residu sudah dikurangi air tersebut, sehingga penjumlahan urutan secara otomatis memperhitungkan semua ikatan peptida internal.

Setelah residu dijumlahkan, satu molekul air (18,010565 Da) ditambahkan kembali. Hal ini mencakup dua ujung bebas rantai: atom hidrogen di awal (ujung-N) dan gugus hidroksil di akhir (ujung-C).

Kesalahan umum adalah mengurangkan air untuk setiap ikatan peptida lalu menambahkan satu molekul air secara terpisah. Hal itu menghitung kehilangan air dua kali, karena berat residu di bawah ini sudah tidak mencakup air tersebut. Satu-satunya komponen air dalam perhitungan adalah satu molekul yang ditambahkan pada akhir.

Berat residu asam amino

Berikut massa residu monoisotopik, dalam Dalton, untuk 20 asam amino standar:

Contoh perhitungan

Gunakan rantai pendek Alanina-Glisina-Serina, yang ditulis sebagai AGS.

1. Jumlahkan berat residu: 71,03711 + 57,02146 + 87,03203 = 215,0906 Da.
2. Tambahkan satu molekul air untuk dua ujung rantai: 215,0906 + 18,010565 = 233,101165 Da.
3. Jika dibulatkan hingga dua angka desimal, berat molekul AGS adalah 233,10 Da.

Tidak ada air tambahan yang dikurangkan untuk dua ikatan peptida dalam tripeptida ini. Kehilangan tersebut sudah diperhitungkan dalam tiga berat residu yang digunakan pada langkah 1.

Cara menggunakan kalkulator berat molekul protein

1. Masukkan urutan menggunakan kode satu huruf standar untuk asam amino, seperti MVKMDVYKGSSIGDSMSRSM. Huruf besar maupun huruf kecil dapat digunakan.
2. Kalkulator memeriksa urutan saat diketik dan menandai karakter apa pun yang bukan salah satu dari 20 kode standar.
3. Kalkulator menampilkan berat molekul dalam Dalton, panjang urutan, dan rincian komposisi asam amino.
4. Hasil dapat disalin dengan satu klik untuk buku catatan laboratorium atau laporan.

Sebelum menempelkan urutan dari basis data seperti UniProt, hapus baris header FASTA (baris yang diawali >) dan semua nomor posisi dari perangkat lunak penjajaran. Huruf X, B, Z, dan J bukan kode asam amino standar dan akan ditolak; ganti huruf tersebut dengan asam amino tertentu sebelum melakukan perhitungan.

Mengapa berat molekul protein penting

• Elektroforesis gel (SDS-PAGE): protein kecil di bawah 20 kDa memerlukan gel dengan persentase lebih tinggi agar terpisah dengan baik; protein besar di atas 100 kDa memerlukan persentase yang lebih rendah.
• Filtrasi gel: rentang berat molekul protein menentukan resin kolom yang dapat memisahkannya dengan tepat.
• Spektrometri massa: berat yang dihitung dibandingkan dengan berat yang diukur untuk mengonfirmasi identitas atau mendeteksi perubahan yang tidak terduga.
• Sintesis peptida: berat molekul menentukan jumlah tepat bahan awal yang diperlukan untuk setiap tahap penggandengan.
• Perhitungan dapar dan dosis: konversi antara molaritas dan konsentrasi berdasarkan massa memerlukan berat molekul.

Keterbatasan

Kalkulator memberikan berat teoretis yang hanya didasarkan pada urutan. Kalkulator ini tidak mencakup:

• Modifikasi pascatranslasi, seperti rantai gula yang ditambahkan dalam glikosilasi atau gugus fosfat yang ditambahkan dalam fosforilasi. Semua ini harus ditambahkan secara manual atau diukur dengan spektrometri massa.
• Ikatan disulfida. Setiap ikatan antara dua residu sisteina menghilangkan dua atom hidrogen, sekitar 2,02 Da per ikatan. Kalkulator menganggap semua sisteina tidak berikatan.
• Asam amino nonstandar, seperti selenosisteina atau pirolisina, serta residu yang dimodifikasi secara kimiawi seperti hidroksiprolina.
• Kofaktor, seperti gugus heme atau ion logam yang terikat pada protein.

Pertanyaan yang sering diajukan

Apa yang dimaksud dengan berat molekul protein? Berat molekul protein adalah massa total suatu protein, biasanya dinyatakan dalam Dalton (Da) atau kilodalton (kDa), dengan 1 kDa sama dengan 1.000 Da. Nilainya sama dengan jumlah berat residu asam amino dalam urutan ditambah satu molekul air untuk dua ujung rantai.

Mengapa rumusnya menambahkan air, bukan mengurangkannya? Pembentukan ikatan peptida melepaskan satu molekul air, dan berat residu yang digunakan dalam penjumlahan sudah dikurangi air tersebut. Satu molekul air ditambahkan kembali pada akhir hanya untuk memperhitungkan gugus hidrogen dan hidroksil bebas pada kedua ujung rantai yang telah terbentuk.

Seberapa akurat berat yang dihitung? Untuk protein tanpa modifikasi kimiawi, perhitungan ini akurat hingga tingkat ketelitian massa asam amino yang digunakan, biasanya dalam selisih kurang dari satu Dalton. Protein nyata dengan modifikasi, seperti glikosilasi atau ikatan disulfida, akan memiliki berat yang berbeda dari nilai yang dihitung.

Apakah kalkulator dapat menangani asam amino yang dimodifikasi atau nonstandar? Tidak. Kalkulator ini hanya mendukung 20 asam amino standar. Selenosisteina, pirolisina, dan residu termodifikasi lainnya tidak dikenali dan harus ditangani dengan koreksi manual atau alat khusus.

Bagaimana cara mengonversi Dalton menjadi kilodalton? Bagilah dengan 1.000. Protein dengan berat 25.000 Da sama dengan 25 kDa. Publikasi biasanya menggunakan Da untuk peptida kecil dan kDa untuk protein yang lebih besar.

Mengapa hasil gel atau spektrometri massa saya tidak sesuai dengan berat yang dihitung? Penyebab yang paling umum adalah modifikasi pascatranslasi, ikatan disulfida, atau protein yang telah dipotong menjadi bentuk matang yang lebih pendek setelah translasi. Penyebab lainnya adalah ketidaksesuaian jenis massa. Kalkulator ini melaporkan massa monoisotopik, yang menggunakan isotop paling ringan dari setiap atom. Banyak alat lain, termasuk ExPASy ProtParam, melaporkan massa rata-rata. Massa rata-rata lebih tinggi: kurang dari 1 Da untuk peptida pendek, dan puluhan Dalton untuk protein besar. SDS-PAGE juga dapat menunjukkan pita pada posisi yang menyesatkan untuk protein yang sangat asam atau sangat basa, sehingga hasilnya hanya merupakan perkiraan kasar berat molekul.