Olbaltumvielu molekulārā svara kalkulators | Bezmaksas MW rīks

Olbaltumvielu molekulmasas kalkulators

Olbaltumvielu molekulmasas kalkulators nosaka olbaltumvielas masu pēc tās aminoskābju sekvences. Rezultātu norāda daltonos (Da), kas ir molekulmasas standarta mērvienība. Viens daltons ir aptuveni vienāds ar viena ūdeņraža atoma masu.

Molekulmasai ir nozīme ikdienas laboratorijas darbā. Tā palīdz pētniekam izvēlēties SDS-PAGE gēla procentuālo koncentrāciju, izvēlēties kolonnu gēlfiltrācijai un pārbaudīt, vai masas spektrometrijas rezultāts atbilst paredzamajai olbaltumvielai. Kalkulatora norādītā vērtība ir teorētiskā masa, kas balstīta tikai uz sekvenci. Reālās olbaltumvielas var svērt vairāk ķīmisko papildinājumu dēļ, kas pievienoti pēc olbaltumvielas izveides; tos sauc par posttranslācijas modifikācijām. To masa var būt no dažiem daltoniem vienai fosfātgrupai līdz desmitiem tūkstošu daltonu smagām cukuru ķēdēm.

Kā aprēķināt olbaltumvielas molekulmasu

Formula

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

Katra ķēdes aminoskābe dod savu aminoskābes atlikuma molekulmasu, nevis brīvās aminoskābes molekulmasu. Kad divas aminoskābes savienojas ar peptīdu saiti, reakcijā izdalās viena ūdens molekula. Atlikumu masas jau ir aprēķinātas, atņemot šo ūdeni, tāpēc sekvences summa automātiski ņem vērā visas iekšējās peptīdu saites.

Pēc atlikumu summēšanas pievieno vienu ūdens molekulu (18,010565 Da). Tas ņem vērā abus ķēdes brīvos galus: ūdeņraža atomu sākumā (N-galu) un hidroksilgrupu beigās (C-galu).

Bieži pieļauta kļūda ir atņemt ūdeni par katru peptīdsaiti un pēc tam atsevišķi atkal pievienot ūdens molekulu. Tādējādi ūdens zudums tiek ieskaitīts divreiz, jo tālāk norādītās atlikumu masas jau neietver šo ūdeni. Aprēķinā ir tikai viens ūdens loceklis — tas, ko pievieno beigās.

Aminoskābju atlikumu molekulmasas

Tās ir 20 standarta aminoskābju monoisotopiskās atlikumu masas, izteiktas daltonos:

Atrisināts piemērs

Aplūkosim īso ķēdi alanīns–glicīns–serīns, ko raksta kā AGS.

1. Saskaita atlikumu masas: 71,03711 + 57,02146 + 87,03203 = 215,0906 Da.
2. Pievieno vienu ūdens molekulu ķēdes abiem galiem: 215,0906 + 18,010565 = 233,101165 Da.
3. Noapaļojot līdz divām zīmēm aiz komata, AGS molekulmasa ir 233,10 Da.

Šajā tripeptīdā par abām peptīdsaitēm papildu ūdens netiek atņemts. Šis zudums jau ir ietverts trīs atlikumu masās, kas izmantotas solī 1.

Kā lietot olbaltumvielu molekulmasas kalkulatoru

1. Ievadiet sekvenci, izmantojot standarta vienburta aminoskābju kodus, piemēram, MVKMDVYKGSSIGDSMSRSM. Der gan lielie, gan mazie burti.
2. Kalkulators pārbauda sekvenci tās ievadīšanas laikā un atzīmē jebkuru rakstzīmi, kas nav viens no 20 standarta kodiem.
3. Tas parāda molekulmasu daltonos, sekvences garumu un aminoskābju sastāva sadalījumu.
4. Rezultātus var nokopēt ar vienu klikšķi laboratorijas piezīmēm vai pārskatiem.

Pirms no datubāzes, piemēram, UniProt, ielīmējat sekvenci, noņemiet FASTA galvenes rindu (rindu, kas sākas ar >) un jebkādus pozīciju numurus no izlīdzināšanas programmatūras. Burti X, B, Z un J nav standarta aminoskābju kodi un tiks noraidīti; pirms aprēķināšanas aizstājiet tos ar konkrētu aminoskābi.

Kāpēc olbaltumvielas molekulmasa ir svarīga

• Gēla elektroforēze (SDS-PAGE): maziem proteīniem, kuru masa ir mazāka par 20 kDa, labai atdalīšanai nepieciešams gēls ar lielāku procentuālo koncentrāciju; lieliem proteīniem, kuru masa pārsniedz 100 kDa, nepieciešama mazāka koncentrācija.
• Gēlfiltrācija: olbaltumvielas molekulmasas diapazons nosaka, kāda kolonnas pildviela to pienācīgi atdalīs.
• Masas spektrometrija: aprēķināto masu salīdzina ar izmērīto masu, lai apstiprinātu identitāti vai atklātu neparedzētas izmaiņas.
• Peptīdu sintēze: molekulmasa nosaka precīzu izejmateriāla daudzumu, kas nepieciešams katram savienošanas posmam.
• Buferšķīdumu un devu aprēķini: pārrēķināšanai starp molaritāti un masas koncentrāciju nepieciešama molekulmasa.

Ierobežojumi

Kalkulators sniedz teorētisko masu, kas balstīta tikai uz sekvenci. Tas neietver:

• Posttranslācijas modifikācijas, piemēram, glikozilācijā pievienotās cukuru ķēdes vai fosforilācijā pievienotās fosfātgrupas. Tās jāpievieno manuāli vai jānosaka ar masas spektrometriju.
• Disulfīdsaites. Katra saite starp diviem cisteīna atlikumiem atdala divus ūdeņraža atomus — aptuveni 2,02 Da uz vienu saiti. Kalkulators pieņem, ka visi cisteīna atlikumi nav saistīti.
• Nestandarta aminoskābes, piemēram, selenocisteīns vai pirolizīns, kā arī ķīmiski modificēti atlikumi, piemēram, hidroksiprolīns.
• Kofaktori, piemēram, hēma grupas vai pie olbaltumvielas piesaistīti metālu joni.

Biežāk uzdotie jautājumi

Kas ir olbaltumvielas molekulmasa? Tā ir olbaltumvielas kopējā masa, ko parasti norāda daltonos (Da) vai kilodaltonos (kDa), kur 1 kDa = 1 000 Da. Tā ir sekvences aminoskābju atlikumu masu summa, kam pieskaitīta viena ūdens molekula abiem ķēdes galiem.

Kāpēc formula ūdeni pieskaita, nevis atņem? Peptīdsaites veidošanās laikā izdalās ūdens molekula, un summā izmantotajām atlikumu masām šis ūdens jau ir atņemts. Vienu ūdens molekulu beigās pieskaita tikai tāpēc, lai ņemtu vērā brīvās ūdeņraža un hidroksilgrupas gatavās ķēdes abos galos.

Cik precīza ir aprēķinātā masa? Olbaltumvielai bez ķīmiskām modifikācijām aprēķins ir precīzs līdz izmantoto aminoskābju masu precizitātei, parasti ar kļūdu, kas ir mazāka par vienu daltona daļu. Reālas olbaltumvielas ar modifikācijām, piemēram, glikozilāciju vai disulfīdsaitēm, svērs citādi nekā aprēķinātā vērtība.

Vai kalkulators var apstrādāt modificētas vai nestandarta aminoskābes? Nē. Tas atbalsta tikai 20 standarta aminoskābes. Selenocisteīns, pirolizīns un citi modificēti atlikumi netiek atpazīti, un tie jāapstrādā ar manuālu korekciju vai specializētu rīku.

Kā pārvērst daltonus kilodaltonos? Daliet ar 1 000. Olbaltumviela ar masu 25 000 Da ir 25 kDa. Publikācijās maziem peptīdiem parasti izmanto Da, bet lielākām olbaltumvielām — kDa.

Kāpēc mana gēla vai masas spektrometrijas rezultāts neatbilst aprēķinātajai masai? Visbiežākie iemesli ir posttranslācijas modifikācijas, disulfīdsaites vai olbaltumviela, kas pēc translācijas ir saīsināta līdz īsākai nobriedušai formai. Vēl viens iemesls var būt masas veida neatbilstība. Šis kalkulators norāda monoisotopisko masu, kurā izmantots katra atoma vieglākais izotops. Daudzi citi rīki, tostarp ExPASy ProtParam, norāda vidējo masu. Vidējā masa ir lielāka: īsam peptīdam par mazāk nekā 1 Da, bet lielai olbaltumvielai — par desmitiem daltonu. SDS-PAGE arī var uzrādīt maldinošu joslas pozīciju ļoti skābām vai ļoti bāziskām olbaltumvielām, tāpēc tā sniedz tikai aptuvenu molekulmasas novērtējumu.