Kalkulator Berat Molekul Protein untuk Urutan Asam Amino

Hitung berat molekul protein berdasarkan urutan asam amino. Masukkan urutan protein Anda menggunakan kode satu huruf standar untuk mendapatkan berat molekul yang akurat dalam Dalton.

Estimator Berat Molekul Protein

Hitung berat molekul protein berdasarkan urutan asam amino.

Gunakan kode asam amino satu huruf standar (A, R, N, D, C, dll.)

Tentang Kalkulator Ini

Kalkulator ini memperkirakan berat molekul protein berdasarkan urutan asam amino.

Perhitungan mempertimbangkan berat molekul standar asam amino dan kehilangan air selama pembentukan ikatan peptida.

Untuk hasil yang akurat, pastikan Anda memasukkan urutan asam amino yang valid menggunakan kode satu huruf standar.

πŸ“š

Dokumentasi

Kalkulator Berat Molekul Protein

Pendahuluan

Kalkulator berat molekul protein adalah alat penting bagi ahli biokimia, biolog molekuler, dan ilmuwan protein yang perlu menentukan massa protein berdasarkan urutan asam amino mereka. Protein adalah makromolekul kompleks yang terdiri dari rantai asam amino, dan mengetahui berat molekulnya sangat penting untuk berbagai teknik laboratorium, desain eksperimen, dan analisis data. Kalkulator ini menyediakan cara cepat dan akurat untuk memperkirakan berat molekul protein apa pun menggunakan urutan asam amino, menghemat waktu berharga bagi peneliti dan mengurangi potensi kesalahan perhitungan.

Berat molekul protein, yang sering dinyatakan dalam Dalton (Da) atau kilodalton (kDa), mewakili jumlah berat masing-masing asam amino dalam protein, dengan memperhitungkan molekul air yang hilang selama pembentukan ikatan peptida. Properti mendasar ini mempengaruhi perilaku protein dalam larutan, mobilitas elektroforesis, sifat kristalisasi, dan banyak karakteristik fisik dan kimia lainnya yang penting dalam penelitian dan aplikasi industri.

Kalkulator kami yang ramah pengguna hanya memerlukan urutan asam amino satu huruf dari protein Anda untuk menghasilkan perkiraan berat molekul yang akurat, sehingga dapat diakses oleh peneliti berpengalaman maupun mahasiswa yang baru mengenal ilmu protein.

Cara Berat Molekul Protein Dihitung

Rumus Dasar

Berat molekul protein dihitung menggunakan rumus berikut:

MWprotein=βˆ‘i=1nMWasamaminoiβˆ’(nβˆ’1)Γ—MWair+MWairMW_{protein} = \sum_{i=1}^{n} MW_{asam amino_i} - (n-1) \times MW_{air} + MW_{air}

Di mana:

  • MWproteinMW_{protein} adalah berat molekul seluruh protein dalam Dalton (Da)
  • βˆ‘i=1nMWasamaminoi\sum_{i=1}^{n} MW_{asam amino_i} adalah jumlah berat molekul dari semua asam amino individu
  • nn adalah jumlah asam amino dalam urutan
  • MWairMW_{air} adalah berat molekul air (18.01528 Da)
  • (nβˆ’1)(n-1) mewakili jumlah ikatan peptida yang terbentuk
  • Istilah terakhir +MWair+ MW_{air} memperhitungkan kelompok terminal (H dan OH)

Berat Molekul Asam Amino

Perhitungan menggunakan berat molekul standar dari 20 asam amino umum:

Asam AminoKode Satu HurufBerat Molekul (Da)
AlaninA71.03711
ArgininR156.10111
AsparaginN114.04293
Asam AspartatD115.02694
SisteinC103.00919
Asam GlutamatE129.04259
GlutaminQ128.05858
GlisinG57.02146
HistidinH137.05891
IsoleusinI113.08406
LeusinL113.08406
LisinaK128.09496
MetioninM131.04049
FenilalaninF147.06841
ProlinP97.05276
SerinS87.03203
TreoninT101.04768
TriptofanW186.07931
TirosinY163.06333
ValinV99.06841

Kehilangan Air dalam Pembentukan Ikatan Peptida

Ketika asam amino bergabung untuk membentuk protein, mereka menciptakan ikatan peptida. Selama proses ini, satu molekul air (Hβ‚‚O) dilepaskan untuk setiap ikatan yang terbentuk. Kehilangan air ini harus diperhitungkan dalam perhitungan berat molekul.

Untuk protein dengan n asam amino, terdapat (n-1) ikatan peptida yang terbentuk, yang mengakibatkan kehilangan (n-1) molekul air. Namun, kita menambahkan kembali satu molekul air untuk memperhitungkan kelompok terminal (H di terminal N dan OH di terminal C).

Contoh Perhitungan

Mari kita hitung berat molekul dari tripeptida sederhana: Ala-Gly-Ser (AGS)

  1. Jumlahkan berat asam amino individu:

    • Alanin (A): 71.03711 Da
    • Glisin (G): 57.02146 Da
    • Serin (S): 87.03203 Da
    • Total: 215.0906 Da
  2. Kurangi kehilangan air dari ikatan peptida:

    • Jumlah ikatan peptida = 3-1 = 2
    • Berat molekul air = 18.01528 Da
    • Total kehilangan air = 2 Γ— 18.01528 = 36.03056 Da
  3. Tambahkan kembali satu molekul air untuk kelompok terminal:

    • 18.01528 Da
  4. Berat molekul akhir:

    • 215.0906 - 36.03056 + 18.01528 = 197.07532 Da

Cara Menggunakan Kalkulator Ini

Menggunakan Kalkulator Berat Molekul Protein sangatlah sederhana:

  1. Masukkan urutan protein Anda di kotak teks menggunakan kode asam amino satu huruf standar (A, R, N, D, C, E, Q, G, H, I, L, K, M, F, P, S, T, W, Y, V).

  2. Kalkulator akan secara otomatis memvalidasi input Anda untuk memastikan hanya berisi kode asam amino yang valid.

  3. Klik tombol "Hitung Berat Molekul" atau tunggu kalkulasi otomatis selesai.

  4. Lihat hasilnya, yang mencakup:

    • Berat molekul yang dihitung dalam Dalton (Da)
    • Panjang urutan (jumlah asam amino)
    • Rincian komposisi asam amino
    • Rumus yang digunakan untuk perhitungan
  5. Anda dapat menyalin hasilnya ke clipboard dengan mengklik tombol "Salin" untuk digunakan dalam laporan atau analisis lebih lanjut.

Pedoman Input

Untuk hasil yang akurat, ikuti pedoman ini saat memasukkan urutan protein Anda:

  • Gunakan hanya kode asam amino satu huruf standar (huruf besar atau kecil)
  • Jangan sertakan spasi, angka, atau karakter khusus
  • Hapus karakter non-asam amino (seperti penomoran urutan)
  • Untuk urutan dengan asam amino non-standar, pertimbangkan menggunakan alat alternatif yang mendukung kode asam amino yang diperluas

Menginterpretasikan Hasil

Kalkulator memberikan beberapa informasi:

  1. Berat Molekul: Perkiraan berat molekul protein Anda dalam Dalton (Da). Untuk protein yang lebih besar, ini dapat dinyatakan dalam kilodalton (kDa).

  2. Panjang Urutan: Total jumlah asam amino dalam urutan Anda.

  3. Komposisi Asam Amino: Rincian visual tentang kandungan asam amino dari protein Anda, menunjukkan baik jumlah maupun persentase masing-masing asam amino.

  4. Metode Perhitungan: Penjelasan yang jelas tentang bagaimana berat molekul dihitung, termasuk rumus yang digunakan.

Kasus Penggunaan

Kalkulator Berat Molekul Protein memiliki banyak aplikasi di berbagai bidang ilmu kehidupan:

Pemurnian dan Analisis Protein

Peneliti menggunakan informasi berat molekul untuk:

  • Menyiapkan kolom filtrasi gel yang sesuai
  • Menentukan konsentrasi gel poliakrilamid yang tepat untuk SDS-PAGE
  • Menginterpretasikan data spektrometri massa
  • Memvalidasi hasil ekspresi dan pemurnian protein

Produksi Protein Rekombinan

Perusahaan bioteknologi mengandalkan perhitungan berat molekul yang akurat untuk:

  • Merancang konstruksi ekspresi
  • Memperkirakan hasil protein
  • Mengembangkan strategi pemurnian
  • Karakterisasi produk akhir

Sintesis Peptida

Ahli peptida menggunakan perhitungan berat molekul untuk:

  • Menentukan jumlah bahan awal yang dibutuhkan
  • Menghitung hasil teoritis
  • Memverifikasi identitas peptida yang disintesis
  • Merancang metode analitis untuk kontrol kualitas

Biologi Struktur

Ahli biologi struktur membutuhkan informasi berat molekul untuk:

  • Menyiapkan percobaan kristalisasi
  • Menginterpretasikan data difraksi sinar-X
  • Menganalisis kompleks protein
  • Menghitung stoikiometri interaksi protein-protein

Pengembangan Farmasi

Pengembang obat menggunakan berat molekul protein untuk:

  • Karakterisasi protein terapeutik
  • Mengembangkan strategi formulasi
  • Merancang metode analitis
  • Menetapkan spesifikasi kontrol kualitas

Penelitian Akademik

Mahasiswa dan peneliti menggunakan kalkulator untuk:

  • Eksperimen laboratorium
  • Analisis data
  • Desain eksperimen
  • Tujuan pendidikan

Alternatif

Sementara Kalkulator Berat Molekul Protein kami memberikan perkiraan yang cepat dan akurat, ada pendekatan alternatif untuk menentukan berat molekul protein:

  1. Metode Eksperimental:

    • Spektrometri Massa (MS): Memberikan pengukuran berat molekul yang sangat akurat dan dapat mendeteksi modifikasi pasca-translasi
    • Kromatografi Eksklusi Ukuran (SEC): Memperkirakan berat molekul berdasarkan jari-jari hidrodinamik
    • SDS-PAGE: Memberikan perkiraan berat molekul berdasarkan mobilitas elektroforesis
  2. Alat Komputasi Lainnya:

    • ExPASy ProtParam: Menawarkan parameter protein tambahan selain berat molekul
    • EMBOSS Pepstats: Memberikan analisis statistik terperinci dari urutan protein
    • Protein Calculator v3.4: Termasuk perhitungan tambahan seperti titik isoelektrik dan koefisien ekstinksi
  3. Perangkat Lunak Khusus:

    • Untuk protein dengan asam amino non-standar atau modifikasi pasca-translasi
    • Untuk protein kompleks atau multimerik
    • Untuk protein berlabel isotop yang digunakan dalam studi NMR

Sejarah Penentuan Berat Molekul Protein

Konsep berat molekul telah menjadi dasar kimia sejak John Dalton mengusulkan teorinya tentang atom pada awal abad ke-19. Namun, penerapannya pada protein memiliki sejarah yang lebih baru:

Ilmu Protein Awal (1800-an-1920-an)

  • Pada tahun 1838, JΓΆns Jacob Berzelius menciptakan istilah "protein" dari kata Yunani "proteios," yang berarti "utama" atau "yang pertama penting."
  • Ilmuwan protein awal seperti Frederick Sanger mulai memahami bahwa protein terdiri dari asam amino.
  • Konsep protein sebagai makromolekul dengan berat molekul yang terdefinisi muncul secara bertahap.

Pengembangan Teknik Analitis (1930-an-1960-an)

  • Penemuan ultracentrifugasi oleh Theodor Svedberg pada tahun 1920-an memungkinkan pengukuran berat molekul protein yang pertama kali akurat.
  • Pengembangan teknik elektroforesis pada tahun 1930-an oleh Arne Tiselius memberikan metode lain untuk memperkirakan ukuran protein.
  • Pada tahun 1958, Stanford Moore dan William H. Stein menyelesaikan urutan asam amino penuh pertama dari ribonuklease, memungkinkan perhitungan berat molekul yang tepat.

Era Modern (1970-an-Sekarang)

  • Pengembangan teknik spektrometri massa merevolusi penentuan berat molekul protein.
  • John Fenn dan Koichi Tanaka menerima Hadiah Nobel Kimia pada tahun 2002 untuk pengembangan metode ionisasi desorpsi lembut untuk analisis spektrometrik makromolekul biologis.
  • Metode komputasi untuk memprediksi sifat protein, termasuk berat molekul, menjadi semakin canggih dan dapat diakses.
  • Munculnya genomika dan proteomika pada tahun 1990-an dan 2000-an menciptakan kebutuhan akan alat analisis protein throughput tinggi, termasuk kalkulator berat molekul otomatis.

Saat ini, perhitungan berat molekul protein adalah bagian rutin namun penting dari ilmu protein, difasilitasi oleh alat seperti kalkulator kami yang membuat perhitungan ini dapat diakses oleh peneliti di seluruh dunia.

Contoh Kode

Berikut adalah contoh cara menghitung berat molekul protein dalam berbagai bahasa pemrograman:

1' Fungsi VBA Excel untuk Perhitungan Berat Molekul Protein
2Function ProteinMolecularWeight(sequence As String) As Double
3    ' Berat molekul asam amino
4    Dim aaWeights As Object
5    Set aaWeights = CreateObject("Scripting.Dictionary")
6    
7    ' Inisialisasi berat asam amino
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    ' Berat molekul air
30    Const WATER_WEIGHT As Double = 18.01528
31    
32    ' Konversi urutan ke huruf besar
33    sequence = UCase(sequence)
34    
35    ' Hitung total berat
36    Dim totalWeight As Double
37    totalWeight = 0
38    
39    ' Jumlahkan berat asam amino individu
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            ' Kode asam amino tidak valid
49            ProteinMolecularWeight = -1
50            Exit Function
51        End If
52    Next i
53    
54    ' Kurangi kehilangan air dari ikatan peptida dan tambahkan air terminal
55    Dim numAminoAcids As Integer
56    numAminoAcids = Len(sequence)
57    
58    ProteinMolecularWeight = totalWeight - (numAminoAcids - 1) * WATER_WEIGHT + WATER_WEIGHT
59End Function
60
61' Penggunaan di Excel:
62' =ProteinMolecularWeight("ACDEFGHIKLMNPQRSTVWY")
63

Pertanyaan yang Sering Diajukan

Apa itu berat molekul protein?

Berat molekul protein, juga disebut massa molekul, adalah total massa molekul protein yang dinyatakan dalam Dalton (Da) atau kilodalton (kDa). Ini mewakili jumlah massa semua atom dalam protein, dengan memperhitungkan kehilangan molekul air selama pembentukan ikatan peptida. Properti mendasar ini sangat penting untuk karakterisasi, pemurnian, dan analisis protein.

Seberapa akurat kalkulator berat molekul protein ini?

Kalkulator ini memberikan berat molekul teoritis berdasarkan urutan asam amino dengan akurasi tinggi. Ini menggunakan massa monoisotop standar dari asam amino dan memperhitungkan kehilangan air selama pembentukan ikatan peptida. Namun, ia tidak memperhitungkan modifikasi pasca-translasi, asam amino non-standar, atau variasi isotop yang mungkin ada dalam protein nyata.

Unit apa yang digunakan untuk berat molekul protein?

Berat molekul protein biasanya dinyatakan dalam Dalton (Da) atau kilodalton (kDa), di mana 1 kDa sama dengan 1.000 Da. Dalton kira-kira sama dengan massa atom hidrogen (1.66 Γ— 10^-24 gram). Sebagai referensi, peptida kecil mungkin memiliki berat beberapa ratus Da, sementara protein besar dapat mencapai ratusan kDa.

Mengapa berat molekul yang dihitung saya berbeda dari nilai eksperimental?

Beberapa faktor dapat menyebabkan perbedaan antara berat molekul yang dihitung dan yang eksperimen:

  1. Modifikasi pasca-translasi (fosforilasi, glikolisasi, dll.)
  2. Pembentukan ikatan disulfida
  3. Pemrosesan proteolitik
  4. Asam amino non-standar
  5. Kesalahan pengukuran eksperimental
  6. Variasi isotop

Untuk penentuan berat molekul yang tepat dari protein yang dimodifikasi, spektrometri massa disarankan.

Dapatkah kalkulator ini menangani asam amino non-standar?

Kalkulator ini hanya mendukung 20 asam amino standar menggunakan kode satu huruf mereka (A, R, N, D, C, E, Q, G, H, I, L, K, M, F, P, S, T, W, Y, V). Untuk protein yang mengandung asam amino non-standar, selenosistein, pirrolysine, atau residu modifikasi lainnya, alat khusus atau perhitungan manual diperlukan.

Bagaimana saya menginterpretasikan hasil komposisi asam amino?

Komposisi asam amino menunjukkan jumlah dan persentase masing-masing asam amino dalam urutan protein Anda. Informasi ini berguna untuk:

  • Memahami sifat fisik protein Anda
  • Mengidentifikasi daerah yang menarik (misalnya, area hidrofobik)
  • Merencanakan prosedur eksperimen (misalnya, pengukuran spektroskopi)
  • Membandingkan protein serupa di berbagai spesies

Apa perbedaan antara berat molekul rata-rata dan monoisotop?

  • Berat molekul monoisotop menggunakan massa isotop yang paling melimpah dari setiap elemen (apa yang disediakan kalkulator ini)
  • Berat molekul rata-rata menggunakan rata-rata tertimbang dari semua isotop yang terjadi secara alami

Untuk peptida kecil, perbedaan ini minimal, tetapi menjadi lebih signifikan untuk protein yang lebih besar. Spektrometri massa biasanya mengukur massa monoisotop untuk molekul kecil dan massa rata-rata untuk yang lebih besar.

Bagaimana kalkulator memperhitungkan kelompok terminal N dan C?

Kalkulator memperhitungkan kelompok terminal standar (NHβ‚‚-) dan terminal C (-COOH) dengan menambahkan kembali satu molekul air (18.01528 Da) setelah mengurangi air yang hilang dalam pembentukan ikatan peptida. Ini memastikan berat molekul yang dihitung mewakili protein lengkap dengan kelompok terminal yang tepat.

Dapatkah saya menghitung berat molekul protein dengan ikatan disulfida?

Ya, tetapi kalkulator ini tidak secara otomatis menyesuaikan untuk ikatan disulfida. Setiap pembentukan ikatan disulfida mengakibatkan kehilangan dua atom hidrogen (2.01588 Da). Untuk memperhitungkan ikatan disulfida, kurangi 2.01588 Da dari berat molekul yang dihitung untuk setiap ikatan disulfida dalam protein Anda.

Bagaimana berat molekul protein berkaitan dengan ukuran protein?

Meskipun berat molekul berkorelasi dengan ukuran protein, hubungan ini tidak selalu sederhana. Faktor-faktor yang mempengaruhi ukuran fisik protein meliputi:

  • Komposisi asam amino
  • Struktur sekunder dan tersier
  • Selubung hidrasi
  • Modifikasi pasca-translasi
  • Kondisi lingkungan (pH, konsentrasi garam)

Sebagai perkiraan kasar, protein globular seberat 10 kDa memiliki diameter sekitar 2-3 nm.

Referensi

  1. Gasteiger E., Hoogland C., Gattiker A., Duvaud S., Wilkins M.R., Appel R.D., Bairoch A. (2005) Alat Identifikasi dan Analisis Protein di Server ExPASy. Dalam: Walker J.M. (eds) Buku Panduan Protokol Proteomik. Humana Press.

  2. Nelson, D. L., & Cox, M. M. (2017). Prinsip Biokimia Lehninger (edisi ke-7). W.H. Freeman and Company.

  3. Steen, H., & Mann, M. (2004). ABC (dan XYZ) dari pengurutan peptida. Nature Reviews Molecular Cell Biology, 5(9), 699-711.

  4. Voet, D., Voet, J. G., & Pratt, C. W. (2016). Dasar-Dasar Biokimia: Kehidupan di Tingkat Molekuler (edisi ke-5). Wiley.

  5. Creighton, T. E. (2010). Kimia Fisika Asam Nukleat & Protein. Helvetian Press.

  6. UniProt Consortium. (2021). UniProt: basis data pengetahuan protein universal pada tahun 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: Portal sumber daya bioinformatika SIB. Nucleic Acids Research, 40(W1), W597-W603.

  8. Kinter, M., & Sherman, N. E. (2005). Pengurutan dan Identifikasi Protein Menggunakan Spektrometri Massa. Wiley-Interscience.

Cobalah Kalkulator Berat Molekul Protein kami hari ini untuk dengan cepat dan akurat menentukan berat molekul urutan protein Anda. Apakah Anda merencanakan eksperimen, menganalisis hasil, atau mempelajari tentang biokimia protein, alat ini menyediakan informasi yang Anda butuhkan dalam hitungan detik.