Proteiinin Moolimassan Laskuri

Johdanto

Proteiinin moolimassan laskuri on olennainen työkalu biokemisteille, molekyylibiologeille ja proteinitieteilijöille, jotka tarvitsevat proteiinien massan määrittämistä niiden aminohapposekvenssien perusteella. Proteiinit ovat monimutkaisia makromolekyylejä, jotka koostuvat aminohappoketjuista, ja niiden moolimassan tunteminen on ratkaisevan tärkeää erilaisissa laboratorio-tekniikoissa, kokeiden suunnittelussa ja tietojen analysoinnissa. Tämä laskuri tarjoaa nopean ja tarkan tavan arvioida minkä tahansa proteiinin moolimassaa sen aminohapposekvenssin avulla, säästäen tutkijoilta arvokasta aikaa ja vähentäen laskentavirheiden mahdollisuutta.

Proteiinin moolimassa, joka usein ilmaistaan daltonina (Da) tai kilodaltonina (kDa), edustaa kaikkien proteiinin yksittäisten aminohappojen painojen summaa, ottaen huomioon peptidisidosten muodostamisen aikana menetetyt vesimolekyylit. Tämä perustavanlaatuinen ominaisuus vaikuttaa proteiinin käyttäytymiseen liuoksessa, elektroforeesin liikkuvuuteen, kiteytymisominaisuuksiin ja moniin muihin fysikaalisiin ja kemiallisiin ominaisuuksiin, jotka ovat tärkeitä tutkimuksessa ja teollisissa sovelluksissa.

Käyttäjäystävällinen laskurimme vaatii vain proteiinin yhden kirjaimen aminohapposekvenssin syöttämistä tuottaakseen tarkkoja moolimassa-arvioita, mikä tekee siitä saavutettavan sekä kokeneille tutkijoille että proteiinitieteen aloittelijoille.

Miten proteiinin moolimassa lasketaan

Peruskaava

Proteiinin moolimassa lasketaan seuraavalla kaavalla:

$MW_{proteiin} = \sum_{i=1}^{n} MW_{aminohappo_i} - (n-1) \times MW_{vesi} + MW_{vesi}$

Missä:

• $MW_{proteiin}$ on koko proteiinin moolimassa daltonina (Da)
• $\sum_{i=1}^{n} MW_{aminohappo_i}$ on kaikkien yksittäisten aminohappojen moolimassojen summa
• $n$ on aminohappojen määrä sekvenssissä
• $MW_{vesi}$ on veden moolimassa (18.01528 Da)
• $(n-1)$ edustaa muodostettujen peptidisidosten määrää
• Lopullinen $+ MW_{vesi}$ -termi ottaa huomioon terminaaliset ryhmät (H ja OH)

Aminohappojen moolimassat

Laskenta käyttää 20 yleisen aminohapon standardimoolimassoja:

Vesihävikki peptidisidosten muodostamisessa

Kun aminohapot liittyvät muodostaakseen proteiinin, ne luovat peptidisidoksia. Tämän prosessin aikana vesimolekyyli (H₂O) vapautuu jokaisesta muodostetusta sidoksesta. Tämä vesihävikki on otettava huomioon moolimassan laskennassa.

Proteiinissa, jossa on n aminohappoa, muodostuu (n-1) peptidisidosta, mikä johtaa (n-1) vesimolekyylin häviämiseen. Kuitenkin, lisäämme takaisin yhden vesimolekyylin ottaaksemme huomioon terminaaliset ryhmät (H N-terminuksessa ja OH C-terminuksessa).

Esimerkkilaskenta

Lasketaan yksinkertaisen tripeptidin: Ala-Gly-Ser (AGS) moolimassa.

1. Laske yksittäisten aminohappojen painojen summa:

   • Alaniini (A): 71.03711 Da
   • Glysiini (G): 57.02146 Da
   • Seriin (S): 87.03203 Da
   • Yhteensä: 215.0906 Da

2. Vähennä vesihävikki peptidisidoksista:

   • Peptidisidosten määrä = 3-1 = 2
   • Veden moolimassa = 18.01528 Da
   • Kokonaisvesihävikki = 2 × 18.01528 = 36.03056 Da

3. Lisää takaisin yksi vesimolekyyli terminaalisille ryhmille:

   • 18.01528 Da

4. Lopullinen moolimassa:

   • 215.0906 - 36.03056 + 18.01528 = 197.07532 Da

Miten käyttää tätä laskuria

Proteiinin moolimassan laskurin käyttäminen on yksinkertaista:

1. Syötä proteiinin sekvenssi tekstikenttään käyttäen standardin yhden kirjaimen aminohappokoodia (A, R, N, D, C, E, Q, G, H, I, L, K, M, F, P, S, T, W, Y, V).

2. Laskuri automaattisesti validoi syötteesi varmistaakseen, että se sisältää vain voimassa olevia aminohappokoodia.

3. Napsauta "Laske moolimassa" -painiketta tai odota automaattisen laskennan valmistumista.

4. Tarkastele tuloksia, jotka sisältävät:

   • Lasketun moolimassan daltonina (Da)
   • Sekvenssin pituus (aminohappojen määrä)
   • Yksityiskohtainen aminohappokoostumus
   • Käytetty kaava laskennassa

5. Voit kopioida tulokset leikepöydälle napsauttamalla "Kopioi" -painiketta raporttien tai lisäanalyysin käyttöä varten.

Syöttöohjeet

Tarkkojen tulosten saamiseksi noudata näitä ohjeita syöttäessäsi proteiinin sekvenssiä:

• Käytä vain standardin yhden kirjaimen aminohappokoodia (suuret tai pienet kirjaimet)
• Älä sisällytä välilyöntejä, numeroita tai erikoismerkkejä
• Poista kaikki ei-aminohappo merkit (kuten sekvenssin numerointi)
• Sekvensseissä, joissa on ei-standardisia aminohappoja, harkitse vaihtoehtoisten työkalujen käyttöä, jotka tukevat laajennettuja aminohappokoodia

Tulosten tulkitseminen

Laskuri tarjoaa useita tietoja:

1. Moolimassa: Arvioitu proteiinin moolimassa daltonina (Da). Suuremmille proteiineille tämä voidaan ilmaista kilodaltonina (kDa).

2. Sekvenssin pituus: Sekvenssisi aminohappojen kokonaismäärä.

3. Aminohappokoostumus: Visuaalinen erittely proteiinin aminohapposisällöstä, joka näyttää sekä kunkin aminohapon määrän että prosenttiosuuden.

4. Laskentamenetelmä: Selkeä selitys siitä, miten moolimassa laskettiin, mukaan lukien käytetty kaava.

Käyttötapaukset

Proteiinin moolimassan laskurilla on lukuisia sovelluksia eri elämän tieteen aloilla:

Proteiinin puhdistus ja analyysi

Tutkijat käyttävät moolimassainformaatiota:

• Asettaakseen sopivia geofiltterikolonneja
• Määrittääkseen sopivat polyakryyli-geelipitoisuudet SDS-PAGE:lle
• Tulkitakseen massaspektrometridataa
• Vahvistaakseen proteiinin ilmentymis- ja puhdistustuloksia

Rekombinanttiproteiinintuotanto

Bioteknologiayritykset luottavat tarkkoihin moolimassalaskelmiin:

• Suunnitellakseen ilmentämisrakenteita
• Arvioidakseen proteiinisaantoja
• Kehittääkseen puhdistusstrategioita
• Luonnehtiakseen lopputuotteita

Peptidisynteesi

Peptidikemistit käyttävät moolimassalaskelmia:

• Määrittääkseen tarvittavien lähtöaineiden määrän
• Lasketakseen teoreettisia saantoja
• Vahvistaakseen synteettisten peptidien identiteettiä
• Suunnitellakseen analyyttisiä menetelmiä laadunvalvontaa varten

Rakenteellinen biologia

Rakenteelliset biologit tarvitsevat moolimassainformaatiota:

• Asettaakseen kiteytymisyrityksiä
• Tulkitakseen röntgendiffraktio-dataa
• Analysoidakseen proteiinikomplekseja
• Lasketakseen proteiini-proteiini-interaktioiden stoikiometriaa

Lääkealan kehitys

Lääkekehittäjät käyttävät proteiinin moolimassaa:

• Luonnehtiakseen terapeuttisia proteiineja
• Kehittääkseen formulointistrategioita
• Suunnitellakseen analyyttisia menetelmiä
• Määrittääkseen laadunvalvontastandardeja

Akateeminen tutkimus

Opiskelijat ja tutkijat käyttävät laskuria:

• Laboratoriokokeissa
• Tietojen analysoinnissa
• Kokeiden suunnittelussa
• Opetustarkoituksiin

Vaihtoehdot

Vaikka proteiinin moolimassan laskurimme tarjoaa nopeita ja tarkkoja arvioita, on olemassa vaihtoehtoisia lähestymistapoja proteiinin moolimassan määrittämiseen:

1. Kokeelliset menetelmät:

   • Massaspektrometria (MS): Tarjoaa erittäin tarkkoja moolimassamittauksia ja voi havaita post-traslaatiossa tapahtuvia muutoksia
   • Koon poissulkemiskromatografia (SEC): Arvioi moolimassaa hydrodynaamisen säteen perusteella
   • SDS-PAGE: Antaa karkean arvion moolimassasta elektroforeettisen liikkuvuuden perusteella

2. Muut laskentatyökalut:

   • ExPASy ProtParam: Tarjoaa lisäproteiini-parametreja moolimassan lisäksi
   • EMBOSS Pepstats: Tarjoaa yksityiskohtaisen tilastollisen analyysin proteiinisekvensseistä
   • Proteiinilaskuri v3.4: Sisältää lisälaskelmia, kuten isoelektrinen piste ja sammutuskerroin

3. Erikoistuneet ohjelmistot:

   • Ei-standardisten aminohappojen tai post-traslaatiossa tapahtuvien muutosten omaaville proteiineille
   • Monimutkaisille proteiinikokoonpanoille tai multimereille
   • Isotooppisesti merkittyjen proteiinien käytössä NMR-tutkimuksissa

Proteiinin moolimassan määrittämisen historia

Moolimassan käsite on ollut keskeinen kemialle siitä lähtien, kun John Dalton ehdotti atomiteoriaansa 1800-luvun alussa. Kuitenkin sen soveltaminen proteiineihin on tuoreempi historia:

Varhaiset proteiinitieteet (1800-luku - 1920-luku)

• Vuonna 1838 Jöns Jacob Berzelius keksi termin "proteiin" kreikan sanasta "proteios", joka tarkoittaa "ensimmäistä" tai "ensiarvoista".
• Varhaiset proteiinitutkijat, kuten Frederick Sanger, alkoivat ymmärtää, että proteiinit koostuvat aminohapoista.
• Proteiinien käsitteenä makromolekyyleinä, joilla on määritellyt moolimassat, kehittyi vähitellen.

Analyyttisten tekniikoiden kehitys (1930-luku - 1960-luku)

• Ultranentifugoinnin keksiminen Theodor Svedbergin toimesta 1920-luvulla mahdollisti ensimmäiset tarkat mittaukset proteiinien moolimassoista.
• Elektroforeesitekniikoiden kehittäminen 1930-luvulla Arne Tiseliuksen toimesta tarjosi toisen menetelmän proteiinin koon arvioimiseen.
• Vuonna 1958 Stanford Moore ja William H. Stein saivat valmiiksi ribonukleaasin täydellisen aminohapposekvenssin, mikä mahdollisti tarkan moolimassan laskemisen.

Moderni aikakausi (1970-luku - nykyhetki)

• Massaspektrometria tekniikoiden kehitys mullisti proteiinin moolimassan määrittämisen.
• John Fenn ja Koichi Tanaka saivat Nobelin kemian palkinnon vuonna 2002 pehmeiden desorptiomenetelmien kehittämisestä biologisten makromolekyylien massaspektrometrisiin analyyseihin.
• Laskentamenetelmät proteiinien ominaisuuksien, mukaan lukien moolimassa, ennustamiseksi tulivat yhä monimutkaisemmiksi ja saavutettavammiksi.
• Genomiikan ja proteomiikan syntyminen 1990- ja 2000-luvuilla loi tarpeen suuritehoisille proteiinianalyysityökaluille, mukaan lukien automatisoidut moolimassan laskurit.

Nykyään proteiinin moolimassan laskeminen on rutiininomainen mutta olennainen osa proteiinitiedettä, jota helpottavat työkalut, kuten laskurimme, jotka tekevät näistä laskelmista saavutettavia tutkijoille ympäri maailmaa.

Koodiesimerkit

Tässä on esimerkkejä siitä, miten laskea proteiinin moolimassa eri ohjelmointikielissä:

1' Excel VBA -toiminto proteiinin moolimassan laskemiseen
2Function ProteinMolecularWeight(sequence As String) As Double
3    ' Aminohappojen moolimassat
4    Dim aaWeights As Object
5    Set aaWeights = CreateObject("Scripting.Dictionary")
6    
7    ' Alusta aminohappojen painot
8    aaWeights("A") = 71.03711
9    aaWeights("R") = 156.10111
10    aaWeights("N") = 114.04293
11    aaWeights("D") = 115.02694
12    aaWeights("C") = 103.00919
13    aaWeights("E") = 129.04259
14    aaWeights("Q") = 128.05858
15    aaWeights("G") = 57.02146
16    aaWeights("H") = 137.05891
17    aaWeights("I") = 113.08406
18    aaWeights("L") = 113.08406
19    aaWeights("K") = 128.09496
20    aaWeights("M") = 131.04049
21    aaWeights("F") = 147.06841
22    aaWeights("P") = 97.05276
23    aaWeights("S") = 87.03203
24    aaWeights("T") = 101.04768
25    aaWeights("W") = 186.07931
26    aaWeights("Y") = 163.06333
27    aaWeights("V") = 99.06841
28    
29    ' Veden moolimassa
30    Const WATER_WEIGHT As Double = 18.01528
31    
32    ' Muuta sekvenssi isoiksi kirjaimiksi
33    sequence = UCase(sequence)
34    
35    ' Laske kokonaispaino
36    Dim totalWeight As Double
37    totalWeight = 0
38    
39    ' Laske yksittäisten aminohappojen painojen summa
40    Dim i As Integer
41    For i = 1 To Len(sequence)
42        Dim aa As String
43        aa = Mid(sequence, i, 1)
44        
45        If aaWeights.Exists(aa) Then
46            totalWeight = totalWeight + aaWeights(aa)
47        Else
48            ' Virheellinen aminohappokoodi
49            ProteinMolecularWeight = -1
50            Exit Function
51        End If
52    Next i
53    
54    ' Vähennä vesihävikki peptidisidoksista ja lisää terminaalivesi
55    Dim numAminoAcids As Integer
56    numAminoAcids = Len(sequence)
57    
58    ProteinMolecularWeight = totalWeight - (numAminoAcids - 1) * WATER_WEIGHT + WATER_WEIGHT
59End Function
60
61' Käyttö Excelissä:
62' =ProteinMolecularWeight("ACDEFGHIKLMNPQRSTVWY")
63

1def calculate_protein_molecular_weight(sequence):
2    """
3    Laske proteiinin moolimassa aminohapposekvenssin perusteella.
4    
5    Args:
6        sequence (str): Proteiinin sekvenssi käyttäen yhden kirjaimen aminohappokoodia
7        
8    Returns:
9        float: Moolimassa daltonina (Da)
10    """
11    # Aminohappojen moolimassat
12    aa_weights = {
13        'A': 71.03711,
14        'R': 156.10111,
15        'N': 114.04293,
16        'D': 115.02694,
17        'C': 103.00919,
18        'E': 129.04259,
19        'Q': 128.05858,
20        'G': 57.02146,
21        'H': 137.05891,
22        'I': 113.08406,
23        'L': 113.08406,
24        'K': 128.09496,
25        'M': 131.04049,
26        'F': 147.06841,
27        'P': 97.05276,
28        'S': 87.03203,
29        'T': 101.04768,
30        'W': 186.07931,
31        'Y': 163.06333,
32        'V': 99.06841
33    }
34    
35    # Veden moolimassa
36    WATER_WEIGHT = 18.01528
37    
38    # Muuta sekvenssi isoiksi kirjaimiksi
39    sequence = sequence.upper()
40    
41    # Vahvista sekvenssi
42    for aa in sequence:
43        if aa not in aa_weights:
44            raise ValueError(f"Virheellinen aminohappokoodi: {aa}")
45    
46    # Laske yksittäisten aminohappojen painojen summa
47    total_weight = sum(aa_weights[aa] for aa in sequence)
48    
49    # Vähennä vesihävikki peptidisidoksista ja lisää terminaalivesi
50    num_amino_acids = len(sequence)
51    molecular_weight = total_weight - (num_amino_acids - 1) * WATER_WEIGHT + WATER_WEIGHT
52    
53    return molecular_weight
54
55# Esimerkkikäyttö:
56sequence = "MVKMDVYKGSSIGDSMSRSM"
57mw = calculate_protein_molecular_weight(sequence)
58print(f"Moolimassa: {mw:.2f} Da")
59

1function calculateProteinMolecularWeight(sequence) {
2  // Aminohappojen moolimassat
3  const aaWeights = {
4    'A': 71.03711,
5    'R': 156.10111,
6    'N': 114.04293,
7    'D': 115.02694,
8    'C': 103.00919,
9    'E': 129.04259,
10    'Q': 128.05858,
11    'G': 57.02146,
12    'H': 137.05891,
13    'I': 113.08406,
14    'L': 113.08406,
15    'K': 128.09496,
16    'M': 131.04049,
17    'F': 147.06841,
18    'P': 97.05276,
19    'S': 87.03203,
20    'T': 101.04768,
21    'W': 186.07931,
22    'Y': 163.06333,
23    'V': 99.06841
24  };
25  
26  // Veden moolimassa
27  const WATER_WEIGHT = 18.01528;
28  
29  // Muuta sekvenssi isoiksi kirjaimiksi
30  sequence = sequence.toUpperCase();
31  
32  // Vahvista sekvenssi
33  for (let i = 0; i < sequence.length; i++) {
34    const aa = sequence[i];
35    if (!aaWeights[aa]) {
36      throw new Error(`Virheellinen aminohappokoodi: ${aa}`);
37    }
38  }
39  
40  // Laske yksittäisten aminohappojen painojen summa
41  let totalWeight = 0;
42  for (let i = 0; i < sequence.length; i++) {
43    totalWeight += aaWeights[sequence[i]];
44  }
45  
46  // Vähennä vesihävikki peptidisidoksista ja lisää terminaalivesi
47  const numAminoAcids = sequence.length;
48  const molecularWeight = totalWeight - (numAminoAcids - 1) * WATER_WEIGHT + WATER_WEIGHT;
49  
50  return molecularWeight;
51}
52
53// Esimerkkikäyttö:
54const sequence = "ACDEFGHIKLMNPQRSTVWY";
55try {
56  const mw = calculateProteinMolecularWeight(sequence);
57  console.log(`Moolimassa: ${mw.toFixed(2)} Da`);
58} catch (error) {
59  console.error(error.message);
60}
61

1import java.util.HashMap;
2import java.util.Map;
3
4public class ProteinMolecularWeightCalculator {
5    private static final Map<Character, Double> aminoAcidWeights = new HashMap<>();
6    private static final double WATER_WEIGHT = 18.01528;
7    
8    static {
9        // Alusta aminohappojen painot
10        aminoAcidWeights.put('A', 71.03711);
11        aminoAcidWeights.put('R', 156.10111);
12        aminoAcidWeights.put('N', 114.04293);
13        aminoAcidWeights.put('D', 115.02694);
14        aminoAcidWeights.put('C', 103.00919);
15        aminoAcidWeights.put('E', 129.04259);
16        aminoAcidWeights.put('Q', 128.05858);
17        aminoAcidWeights.put('G', 57.02146);
18        aminoAcidWeights.put('H', 137.05891);
19        aminoAcidWeights.put('I', 113.08406);
20        aminoAcidWeights.put('L', 113.08406);
21        aminoAcidWeights.put('K', 128.09496);
22        aminoAcidWeights.put('M', 131.04049);
23        aminoAcidWeights.put('F', 147.06841);
24        aminoAcidWeights.put('P', 97.05276);
25        aminoAcidWeights.put('S', 87.03203);
26        aminoAcidWeights.put('T', 101.04768);
27        aminoAcidWeights.put('W', 186.07931);
28        aminoAcidWeights.put('Y', 163.06333);
29        aminoAcidWeights.put('V', 99.06841);
30    }
31    
32    public static double calculateMolecularWeight(String sequence) throws IllegalArgumentException {
33        // Muuta sekvenssi isoiksi kirjaimiksi
34        sequence = sequence.toUpperCase();
35        
36        // Vahvista sekvenssi
37        for (int i = 0; i < sequence.length(); i++) {
38            char aa = sequence.charAt(i);
39            if (!aminoAcidWeights.containsKey(aa)) {
40                throw new IllegalArgumentException("Virheellinen aminohappokoodi: " + aa);
41            }
42        }
43        
44        // Laske yksittäisten aminohappojen painojen summa
45        double totalWeight = 0;
46        for (int i = 0; i < sequence.length(); i++) {
47            totalWeight += aminoAcidWeights.get(sequence.charAt(i));
48        }
49        
50        // Vähennä vesihävikki peptidisidoksista ja lisää terminaalivesi
51        int numAminoAcids = sequence.length();
52        double molecularWeight = totalWeight - (numAminoAcids - 1) * WATER_WEIGHT + WATER_WEIGHT;
53        
54        return molecularWeight;
55    }
56    
57    public static void main(String[] args) {
58        try {
59            String sequence = "MVKMDVYKGSSIGDSMSRSM";
60            double mw = calculateMolecularWeight(sequence);
61            System.out.printf("Moolimassa: %.2f Da%n", mw);
62        } catch (IllegalArgumentException e) {
63            System.err.println(e.getMessage());
64        }
65    }
66}
67

1#include <iostream>
2#include <string>
3#include <map>
4#include <stdexcept>
5#include <algorithm>
6
7double calculateProteinMolecularWeight(const std::string& sequence) {
8    // Aminohappojen moolimassat
9    std::map<char, double> aaWeights = {
10        {'A', 71.03711},
11        {'R', 156.10111},
12        {'N', 114.04293},
13        {'D', 115.02694},
14        {'C', 103.00919},
15        {'E', 129.04259},
16        {'Q', 128.05858},
17        {'G', 57.02146},
18        {'H', 137.05891},
19        {'I', 113.08406},
20        {'L', 113.08406},
21        {'K', 128.09496},
22        {'M', 131.04049},
23        {'F', 147.06841},
24        {'P', 97.05276},
25        {'S', 87.03203},
26        {'T', 101.04768},
27        {'W', 186.07931},
28        {'Y', 163.06333},
29        {'V', 99.06841}
30    };
31    
32    // Veden moolimassa
33    const double WATER_WEIGHT = 18.01528;
34    
35    // Muuta sekvenssi isoiksi kirjaimiksi
36    std::string upperSequence = sequence;
37    std::transform(upperSequence.begin(), upperSequence.end(), upperSequence.begin(), ::toupper);
38    
39    // Vahvista sekvenssi
40    for (char aa : upperSequence) {
41        if (aaWeights.find(aa) == aaWeights.end()) {
42            throw std::invalid_argument(std::string("Virheellinen aminohappokoodi: ") + aa);
43        }
44    }
45    
46    // Laske yksittäisten aminohappojen painojen summa
47    double totalWeight = 0.0;
48    for (char aa : upperSequence) {
49        totalWeight += aaWeights[aa];
50    }
51    
52    // Vähennä vesihävikki peptidisidoksista ja lisää terminaalivesi
53    int numAminoAcids = upperSequence.length();
54    double molecularWeight = totalWeight - (numAminoAcids - 1) * WATER_WEIGHT + WATER_WEIGHT;
55    
56    return molecularWeight;
57}
58
59int main() {
60    try {
61        std::string sequence = "ACDEFGHIKLMNPQRSTVWY";
62        double mw = calculateProteinMolecularWeight(sequence);
63        std::cout << "Moolimassa: " << std::fixed << std::setprecision(2) << mw << " Da" << std::endl;
64    } catch (const std::exception& e) {
65        std::cerr << "Virhe: " << e.what() << std::endl;
66    }
67    
68    return 0;
69}
70

Usein kysytyt kysymykset

Mikä on proteiinin moolimassa?

Proteiinin moolimassa, jota kutsutaan myös moolimassaksi, on proteiinimolekyylin kokonaismassa, joka on ilmaistu daltonina (Da) tai kilodaltonina (kDa). Se edustaa kaikkien proteiinin atomien massojen summaa ottaen huomioon peptidisidosten muodostamisen aikana menetetyt vesimolekyylit. Tämä perustavanlaatuinen ominaisuus on ratkaisevan tärkeä proteiinin luonteen määrittämisessä, puhdistuksessa ja analyysissä.

Kuinka tarkka tämä proteiinin moolimassan laskuri on?

Tämä laskuri tarjoaa teoreettisen moolimassan perustuen aminohapposekvenssiin erittäin tarkasti. Se käyttää aminohappojen standardimonoisotooppisia massoja ja ottaa huomioon vesihävikit peptidisidosten muodostamisessa. Kuitenkin se ei ota huomioon post-traslaatiossa tapahtuvia muutoksia, ei-standardisia aminohappoja tai isotooppisia vaihteluja, joita voi esiintyä todellisissa proteiineissa.

Mitkä yksiköt käytetään proteiinin moolimassassa?

Proteiinin moolimassat ilmaistaan tyypillisesti daltonina (Da) tai kilodaltonina (kDa), jossa 1 kDa on 1 000 Da. Dalton on suunnilleen yhtä suuri kuin vetyatomin massa (1.66 × 10^-24 grammaa). Viitteeksi, pienet peptidit voivat olla muutamia satoja Da, kun taas suuret proteiinit voivat olla satoja kDa.

Miksi laskemani moolimassa poikkeaa kokeellisista arvoista?

Useat tekijät voivat aiheuttaa eroja lasketun ja kokeellisen moolimassan välillä:

1. Post-traslaatiossa tapahtuvat muutokset (fosforylaatio, glykosylointi jne.)
2. Disulfidisidosten muodostuminen
3. Proteolyyttinen käsittely
4. Ei-standardiset aminohapot
5. Kokeelliset mittausvirheet
6. Isotooppiset vaihtelut

Tarkkaa moolimassan määrittämistä muokatuista proteiineista varten suositellaan massaspektrometriaa.

Voiko tämä laskuri käsitellä ei-standardisia aminohappoja?

Tämä laskuri tukee vain 20 standardia aminohappoa käyttäen niiden yhden kirjaimen koodeja (A, R, N, D, C, E, Q, G, H, I, L, K, M, F, P, S, T, W, Y, V). Proteiineille, jotka sisältävät ei-standardisia aminohappoja, selenotsysteiiiniä, pyrrolysiiniä tai muita muokattuja jäämiä, tarvitaan erikoistyökaluja tai manuaalisia laskelmia.

Miten tulkita aminohappokoostumustuloksia?

Aminohappokoostumus näyttää kunkin aminohapon määrän ja prosenttiosuuden proteiinin sekvenssissä. Tämä tieto on hyödyllistä:

• Ymmärtääksesi proteiinin fysikaalisia ominaisuuksia
• Tunnistaaksesi kiinnostavia alueita (esim. hydrofobisia kohtia)
• Suunnitellaksesi kokeellisia menettelyjä (esim. spektroskooppisia mittauksia)
• Vertailtaaksesi samankaltaisia proteiineja eri lajeissa

Mikä on ero keskimääräisen ja monoisotooppisen moolimassan välillä?

• Monoisotooppinen moolimassa käyttää kunkin alkuaineen yleisimmän isotoopin massaa (mikä tämä laskuri tarjoaa)
• Keskimääräinen moolimassa käyttää kaikkien luonnollisesti esiintyvien isotooppien painotettua keskiarvoa

Pienille peptideille ero on vähäinen, mutta se tulee merkittävämmäksi suuremmille proteiineille. Massaspektrometria mittaa tyypillisesti monoisotooppisia massoja pienille molekyyleille ja keskimääräisiä massoja suuremmille.

Miten laskuri käsittelee N-terminaalisia ja C-terminaalisia ryhmiä?

Laskuri ottaa huomioon standardit N-terminaaliset (NH₂-) ja C-terminaaliset (-COOH) ryhmät lisäämällä takaisin yhden vesimolekyylin (18.01528 Da) sen jälkeen, kun se on vähentänyt vesihävikkiä peptidisidosten muodostamisessa. Tämä varmistaa, että laskettu moolimassa edustaa täydellistä proteiinia oikeilla terminaalisilla ryhmillä.

Voinko laskea proteiinin moolimassan, jossa on disulfidisidoksia?

Kyllä, mutta tämä laskuri ei automaattisesti säädä disulfidisidoksia. Jokainen disulfidisidoksen muodostuminen johtaa kahden vetyatomin (2.01588 Da) häviämiseen. Ottaaksesi huomioon disulfidisidokset, vähennä lasketusta moolimassasta 2.01588 Da jokaisesta disulfidisidoksesta proteiinissasi.

Miten proteiinin moolimassa liittyy proteiinin kokoon?

Vaikka moolimassa korreloi proteiinin koon kanssa, suhde ei aina ole suoraviivainen. Proteiinin fyysiseen kokoon vaikuttavat tekijät sisältävät:

• Aminohappokoostumus
• Toissijainen ja kolmas rakenne
• Hydratoituminen
• Post-traslaatiossa tapahtuvat muutokset
• Ympäristöolosuhteet (pH, suolapitoisuus)

Karkeana arviona, globulaarinen proteiini, jonka moolimassa on 10 kDa, on noin 2-3 nm halkaisijaltaan.

Viitteet

1. Gasteiger E., Hoogland C., Gattiker A., Duvaud S., Wilkins M.R., Appel R.D., Bairoch A. (2005) Proteiinin tunnistus ja analyysityökalut ExPASy-palvelussa. In: Walker J.M. (eds) Proteomiikan protokollat. Humana Press.

2. Nelson, D. L., & Cox, M. M. (2017). Lehningerin biokemian periaatteet (7. painos). W.H. Freeman and Company.

3. Steen, H., & Mann, M. (2004). Peptidien sekvensoinnin ABC:t (ja XYZ:t). Nature Reviews Molecular Cell Biology, 5(9), 699-711.

4. Voet, D., Voet, J. G., & Pratt, C. W. (2016). Biokemian perusteet: Elämä molekyylitasolla (5. painos). Wiley.

5. Creighton, T. E. (2010). Nucleotidien ja proteiinien biophysikaalinen kemia. Helvetian Press.

6. UniProt Consortium. (2021). UniProt: universaali proteiinien tietokanta vuonna 2021. Nucleic Acids Research, 49(D1), D480-D489.

7. Artimo, P., Jonnalagedda, M., Arnold, K., Baratin, D., Csardi, G., de Castro, E., Duvaud, S., Flegel, V., Fortier, A., Gasteiger, E., Grosdidier, A., Hernandez, C., Ioannidis, V., Kuznetsov, D., Liechti, R., Moretti, S., Mostaguir, K., Redaschi, N., Rossier, G., Xenarios, I., & Stockinger, H. (2012). ExPASy: SIB bioinformatiikan resurssiportaali. Nucleic Acids Research, 40(W1), W597-W603.

8. Kinter, M., & Sherman, N. E. (2005). Proteiinien sekvensointi ja tunnistus käyttäen tandem-massaspektrometriaa. Wiley-Interscience.

Käytä tänään proteiinin moolimassan laskuria saadaksesi nopeasti ja tarkasti proteiinin sekvenssien moolimassat. Olitpa suunnittelemassa kokeita, analysoimassa tuloksia tai oppimassa proteiini-biokemiasta, tämä työkalu tarjoaa tarvitsemasi tiedot sekunneissa.