Protein Molekylvekt Kalkulator | Gratis MW Verktøy

Kalkulator for proteiners molekylmasse

En kalkulator for proteiners molekylmasse finner massen til et protein ut fra aminosyresekvensen. Resultatet oppgis i dalton (Da), standardenheten for molekylmasse. Ett dalton ligger nær massen til ett enkelt hydrogenatom.

Molekylmassen har betydning i det daglige laboratoriearbeidet. Den hjelper forskeren med å velge gelprosent for SDS-PAGE, velge en kolonne for gelfiltrering og kontrollere om et massespektrometriresultat stemmer med det forventede proteinet. Verdien kalkulatoren gir, er en teoretisk masse som bare er basert på sekvensen. Reelle proteiner kan veie mer på grunn av kjemiske tillegg som dannes etter at proteinet er bygget, kalt posttranslasjonelle modifikasjoner. Disse varierer fra noen få dalton for én fosfatgruppe til titusenvis av dalton for tunge sukkerkjeder.

Slik beregnes proteinets molekylmasse

Formelen

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

Hver aminosyre i en kjede bidrar med sin residuemasse, ikke massen til den frie aminosyren. Når to aminosyrer bindes sammen med en peptidbinding, frigjøres ett vannmolekyl i reaksjonen. Residuemassene har allerede fått dette vannet trukket fra, så summen av sekvensen tar automatisk hensyn til alle de interne peptidbindingene.

Etter at residuene er summert, legges ett vannmolekyl (18,010565 Da) til igjen. Dette dekker de to frie endene av kjeden: et hydrogenatom i starten (N-terminalen) og en hydroksylgruppe i slutten (C-terminalen).

En vanlig feil er å trekke fra vann for hver peptidbinding og deretter legge til ett vannmolekyl separat. Da telles vanntapet to ganger, fordi residuemassene nedenfor allerede har dette trukket fra. Det eneste vannleddet i beregningen er det ene som legges til på slutten.

Residuemasser for aminosyrer

Dette er monoisotopiske residumasser, i dalton, for de 20 standardaminosyrene:

Regneeksempel

Ta den korte kjeden alanin-glysin-serin, skrevet som AGS.

1. Legg sammen residuemassene: 71,03711 + 57,02146 + 87,03203 = 215,0906 Da.
2. Legg til ett vannmolekyl for de to kjedeendene: 215,0906 + 18,010565 = 233,101165 Da.
3. Avrundet til to desimaler er molekylmassen til AGS 233,10 Da.

Det skal ikke trekkes fra ekstra vann for de to peptidbindingene i dette tripeptidet. Dette tapet er allerede innbakt i de tre residuemassene som brukes i trinn 1.

Slik bruker du kalkulatoren for proteiners molekylmasse

1. Skriv inn en sekvens ved hjelp av standard aminosyrekoder med én bokstav, for eksempel MVKMDVYKGSSIGDSMSRSM. Både store og små bokstaver fungerer.
2. Kalkulatoren kontrollerer sekvensen mens den skrives inn, og markerer alle tegn som ikke er en av de 20 standardkodene.
3. Den viser molekylmassen i dalton, sekvenslengden og en oversikt over aminosyresammensetningen.
4. Resultatene kan kopieres med ett klikk til laboratorienotater eller rapporter.

Før du limer inn en sekvens fra en database som UniProt, må du fjerne FASTA-hodelinjen (linjen som begynner med >) og eventuelle posisjonsnumre fra justeringsprogramvare. Bokstavene X, B, Z og J er ikke standard aminosyrekoder og vil bli avvist; erstatt dem med en bestemt aminosyre før beregningen.

Hvorfor proteinets molekylmasse har betydning

• Gelelektroforese (SDS-PAGE): små proteiner under 20 kDa trenger en gel med høyere prosent for god separasjon, mens store proteiner over 100 kDa trenger en lavere prosent.
• Gelfiltrering: Proteinets molekylmasseområde avgjør hvilken kolonnematrise som vil separere det på riktig måte.
• Massespektrometri: Den beregnede massen sammenlignes med den målte massen for å bekrefte identiteten eller oppdage uventede endringer.
• Peptidsyntese: Molekylmassen fastsetter den nøyaktige mengden utgangsmateriale som trengs i hvert koblingstrinn.
• Beregning av buffere og doser: Omregning mellom molaritet og massekonsentrasjon krever molekylmassen.

Begrensninger

Kalkulatoren gir en teoretisk masse som bare er basert på sekvensen. Den inkluderer ikke:

• Posttranslasjonelle modifikasjoner, for eksempel sukkerkjedene som tilføres ved glykosylering, eller fosfatgruppene som tilføres ved fosforylering. Disse må legges til manuelt eller måles med massespektrometri.
• Disulfidbindinger. Hver binding mellom to cysteinrester fjerner to hydrogenatomer, omtrent 2,02 Da per binding. Kalkulatoren antar at alle cysteiner er ubundne.
• Ikke-standardiserte aminosyrer, som selenocystein eller pyrrolysin, og kjemisk modifiserte rester som hydroksyprolin.
• Kofaktorer, som hemgrupper eller metallioner bundet til proteinet.

Ofte stilte spørsmål

Hva er proteinets molekylmasse? Det er den totale massen til et protein, vanligvis oppgitt i dalton (Da) eller kilodalton (kDa), der 1 kDa tilsvarer 1 000 Da. Den tilsvarer summen av aminosyrerestenes masser i sekvensen pluss ett vannmolekyl for de to kjedeendene.

Hvorfor legger formelen til vann i stedet for å trekke det fra? Når en peptidbinding dannes, frigjøres et vannmolekyl, og residuemassene som brukes i summen, har allerede fått dette vannet trukket fra. Ett vannmolekyl legges bare til igjen på slutten for å ta hensyn til de frie hydrogen- og hydroksylgruppene ved de to endene av den ferdige kjeden.

Hvor nøyaktig er den beregnede massen? For et protein uten kjemiske modifikasjoner er beregningen nøyaktig innenfor presisjonen til aminosyremassene som brukes, vanligvis innenfor en brøkdel av et dalton. Reelle proteiner med modifikasjoner, som glykosylering eller disulfidbindinger, vil ha en annen masse enn den beregnede verdien.

Kan kalkulatoren håndtere modifiserte eller ikke-standardiserte aminosyrer? Nei. Den støtter bare de 20 standardaminosyrene. Selenocystein, pyrrolysin og andre modifiserte rester gjenkjennes ikke og må håndteres med en manuell korrigering eller et spesialisert verktøy.

Hvordan konverterer jeg dalton til kilodalton? Del på 1 000. Et protein på 25 000 Da er 25 kDa. I artikler brukes Da vanligvis for små peptider og kDa for større proteiner.

Hvorfor stemmer ikke resultatet fra gelen eller massespektrometrien med den beregnede massen? De vanligste årsakene er posttranslasjonelle modifikasjoner, disulfidbindinger eller at et protein er blitt kløyvd til en kortere moden form etter translasjonen. En annen årsak er at massetypene ikke samsvarer. Denne kalkulatoren rapporterer monoisotopisk masse, som bruker den letteste isotopen av hvert atom. Mange andre verktøy, blant annet ExPASy ProtParam, rapporterer gjennomsnittsmasse i stedet. Gjennomsnittsmassen er høyere: under 1 Da for et kort peptid og titalls dalton for et stort protein. SDS-PAGE kan også vise et bånd i en misvisende posisjon for svært sure eller svært basiske proteiner, så metoden gir bare et grovt anslag over molekylmassen.