Kalkulator Berat Molekul Protein | Alat MW Percuma

Kalkulator Berat Molekul Protein

Kalkulator berat molekul protein menentukan jisim protein berdasarkan jujukan asid aminonya. Hasilnya diberikan dalam Dalton (Da), unit piawai bagi jisim molekul. Satu Dalton hampir sama dengan jisim satu atom hidrogen.

Berat molekul penting dalam kerja makmal harian. Ia membantu penyelidik memilih peratusan gel untuk SDS-PAGE, memilih kolum untuk penurasan gel, dan menyemak sama ada hasil spektrometri jisim sepadan dengan protein yang dijangka. Nilai yang diberikan oleh kalkulator ialah berat teori yang hanya berdasarkan jujukan. Protein sebenar boleh mempunyai berat yang lebih tinggi kerana penambahan kimia yang berlaku selepas protein terbentuk, yang dikenali sebagai pengubahsuaian pascatranslasi. Penambahan ini terdiri daripada beberapa Dalton untuk satu kumpulan fosfat hingga puluhan ribu Dalton untuk rantai gula yang besar.

Cara mengira berat molekul protein

Formula

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

Setiap asid amino dalam rantai menyumbang berat residu, bukannya berat asid amino bebas. Apabila dua asid amino bercantum melalui ikatan peptida, tindak balas itu membebaskan satu molekul air. Berat residu sudah ditolak air tersebut, jadi jumlah jujukan secara automatik mengambil kira semua ikatan peptida dalaman.

Selepas residu dijumlahkan, satu molekul air (18.010565 Da) ditambah semula. Ini meliputi kedua-dua hujung bebas rantai: satu atom hidrogen pada hujung N (terminus-N) dan satu kumpulan hidroksil pada hujung C (terminus-C).

Kesilapan yang biasa berlaku ialah menolak air bagi setiap ikatan peptida kemudian menambah satu molekul air secara berasingan. Ini mengira kehilangan air dua kali kerana berat residu di bawah sudah tidak merangkumi air tersebut. Satu-satunya terma air dalam pengiraan ialah satu molekul yang ditambah pada akhir.

Berat residu asid amino

Ini ialah jisim residu monoisotopik, dalam Dalton, bagi 20 asid amino piawai:

Contoh pengiraan

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

1. Tambahkan berat residu: 71.03711 + 57.02146 + 87.03203 = 215.0906 Da.
2. Tambahkan satu molekul air untuk kedua-dua hujung rantai: 215.0906 + 18.010565 = 233.101165 Da.
3. Dibundarkan kepada dua tempat perpuluhan, berat molekul AGS ialah 233.10 Da.

Tiada air tambahan ditolak untuk dua ikatan peptida dalam tripeptida ini. Kehilangan itu sudah diambil kira dalam tiga berat residu yang digunakan dalam langkah 1.

Cara menggunakan kalkulator berat molekul protein

1. Masukkan jujukan menggunakan kod asid amino piawai satu huruf, seperti MVKMDVYKGSSIGDSMSRSM. Huruf besar dan huruf kecil kedua-duanya boleh digunakan.
2. Kalkulator menyemak jujukan semasa ia ditaip dan menandakan sebarang aksara yang bukan salah satu daripada 20 kod piawai.
3. Kalkulator memaparkan berat molekul dalam Dalton, panjang jujukan dan pecahan komposisi asid amino.
4. Hasil boleh disalin dengan satu klik untuk buku nota makmal atau laporan.

Sebelum menampal jujukan daripada pangkalan data seperti UniProt, buang baris pengepala FASTA (baris yang bermula dengan >) dan sebarang nombor kedudukan daripada perisian penjajaran. Huruf X, B, Z dan J bukan kod asid amino piawai dan akan ditolak; gantikannya dengan asid amino tertentu sebelum mengira.

Mengapa berat molekul protein penting

• Elektroforesis gel (SDS-PAGE): protein kecil di bawah 20 kDa memerlukan gel dengan peratusan lebih tinggi untuk pemisahan yang baik; protein besar melebihi 100 kDa memerlukan peratusan yang lebih rendah.
• Penurasan gel: julat berat molekul protein menentukan resin kolum yang akan memisahkannya dengan betul.
• Spektrometri jisim: berat yang dikira dibandingkan dengan berat yang diukur untuk mengesahkan identiti atau mengesan perubahan yang tidak dijangka.
• Sintesis peptida: berat molekul menentukan jumlah tepat bahan permulaan yang diperlukan bagi setiap langkah penggandingan.
• Pengiraan penimbal dan dos: penukaran antara kemolaran dan kepekatan berdasarkan jisim memerlukan berat molekul.

Had

Kalkulator memberikan berat teori yang hanya berdasarkan jujukan. Ia tidak merangkumi:

• Pengubahsuaian pascatranslasi, seperti rantai gula yang ditambahkan dalam pengglikosilan atau kumpulan fosfat yang ditambahkan dalam pemfosforilan. Semua ini mesti ditambahkan secara manual atau diukur dengan spektrometri jisim.
• Ikatan disulfida. Setiap ikatan antara dua residu sisteina menghilangkan dua atom hidrogen, kira-kira 2.02 Da bagi setiap ikatan. Kalkulator menganggap semua sisteina tidak berikatan.
• Asid amino bukan piawai, seperti selenosisteina atau pirolisina, serta residu yang diubah suai secara kimia seperti hidroksiprolina.
• Kofaktor, seperti kumpulan heme atau ion logam yang terikat pada protein.

Soalan lazim

Apakah berat molekul protein? Ia ialah jumlah jisim protein, biasanya diberikan dalam Dalton (Da) atau kilodalton (kDa), dengan 1 kDa bersamaan 1,000 Da. Nilainya sama dengan jumlah berat residu asid amino dalam jujukan ditambah satu molekul air untuk kedua-dua hujung rantai.

Mengapa formula menambah air dan bukannya menolaknya? Pembentukan ikatan peptida membebaskan satu molekul air, dan berat residu yang digunakan dalam jumlah tersebut sudah menolak air itu. Satu molekul air ditambah semula pada akhir hanya untuk mengambil kira atom hidrogen dan kumpulan hidroksil bebas pada kedua-dua hujung rantai yang telah terbentuk.

Sejauh manakah tepatnya berat yang dikira? Bagi protein tanpa pengubahsuaian kimia, pengiraan ini tepat mengikut ketepatan jisim asid amino yang digunakan, biasanya dalam julat pecahan Dalton. Protein sebenar dengan pengubahsuaian seperti pengglikosilan atau ikatan disulfida akan mempunyai berat yang berbeza daripada nilai yang dikira.

Bolehkah kalkulator mengendalikan asid amino yang diubah suai atau bukan piawai? Tidak. Kalkulator ini hanya menyokong 20 asid amino piawai. Selenosisteina, pirolisina dan residu lain yang diubah suai tidak dikenali dan mesti dikendalikan dengan pembetulan manual atau alat khusus.

Bagaimanakah cara menukar Dalton kepada kilodalton? Bahagikan dengan 1,000. Protein seberat 25,000 Da ialah 25 kDa. Makalah lazimnya menggunakan Da untuk peptida kecil dan kDa untuk protein yang lebih besar.

Mengapa hasil gel atau spektrometri jisim saya tidak sepadan dengan berat yang dikira? Punca yang paling biasa ialah pengubahsuaian pascatranslasi, ikatan disulfida atau protein yang telah dipotong menjadi bentuk matang yang lebih pendek selepas translasi. Punca lain ialah ketidakpadanan jenis jisim. Kalkulator ini melaporkan jisim monoisotopik, yang menggunakan isotop paling ringan bagi setiap atom. Banyak alat lain, termasuk ExPASy ProtParam, melaporkan jisim purata. Jisim purata lebih tinggi: kurang daripada 1 Da bagi peptida pendek dan berpuluh-puluh Dalton bagi protein besar. SDS-PAGE juga boleh menunjukkan jalur pada kedudukan yang mengelirukan bagi protein yang sangat berasid atau sangat berbes, jadi ia hanya anggaran kasar berat molekul.