Kalkulator Masy Cząsteczkowej Białka

Wprowadzenie

Kalkulator masy cząsteczkowej białka to niezbędne narzędzie dla biochemików, biologów molekularnych i naukowców zajmujących się białkami, którzy muszą określić masę białek na podstawie ich sekwencji aminokwasów. Białka to złożone makromolekuły składające się z łańcuchów aminokwasowych, a znajomość ich masy cząsteczkowej jest kluczowa dla różnych technik laboratoryjnych, projektowania eksperymentów i analizy danych. Ten kalkulator zapewnia szybki i dokładny sposób na oszacowanie masy cząsteczkowej dowolnego białka przy użyciu jego sekwencji aminokwasowej, oszczędzając badaczom cenny czas i redukując potencjalne błędy w obliczeniach.

Masa cząsteczkowa białka, często wyrażana w Daltonach (Da) lub kilodaltonach (kDa), reprezentuje sumę indywidualnych mas wszystkich aminokwasów w białku, uwzględniając utratę cząsteczek wody podczas tworzenia wiązań peptydowych. Ta fundamentalna właściwość wpływa na zachowanie białka w roztworze, mobilność w elektroforezie, właściwości krystalizacji i wiele innych cech fizycznych i chemicznych, które są ważne w badaniach i zastosowaniach przemysłowych.

Nasz przyjazny dla użytkownika kalkulator wymaga jedynie sekwencji aminokwasowej białka w formie kodów jednorazowych, aby wygenerować dokładne oszacowania masy cząsteczkowej, co czyni go dostępnym zarówno dla doświadczonych badaczy, jak i studentów nowicjuszy w nauce o białkach.

Jak Obliczana Jest Masa Cząsteczkowa Białka

Podstawowy Wzór

Masa cząsteczkowa białka jest obliczana za pomocą następującego wzoru:

$MW_{białka} = \sum_{i=1}^{n} MW_{aminokwas_i} - (n-1) \times MW_{wody} + MW_{wody}$

Gdzie:

• $MW_{białka}$ to masa cząsteczkowa całego białka w Daltonach (Da)
• $\sum_{i=1}^{n} MW_{aminokwas_i}$ to suma mas cząsteczkowych wszystkich indywidualnych aminokwasów
• $n$ to liczba aminokwasów w sekwencji
• $MW_{wody}$ to masa cząsteczkowa wody (18.01528 Da)
• $(n-1)$ reprezentuje liczbę utworzonych wiązań peptydowych
• Ostatni $+ MW_{wody}$ uwzględnia grupy terminalne (H i OH)

Masy Cząsteczkowe Aminokwasów

Obliczenia wykorzystują standardowe masy cząsteczkowe 20 powszechnych aminokwasów:

Utrata Wody w Procesie Tworzenia Wiązań Peptydowych

Gdy aminokwasy łączą się, aby utworzyć białko, tworzą wiązania peptydowe. W tym procesie cząsteczka wody (H₂O) jest uwalniana dla każdego utworzonego wiązania. Ta utrata wody musi być uwzględniona w obliczeniach masy cząsteczkowej.

Dla białka z n aminokwasami, powstaje (n-1) wiązań peptydowych, co skutkuje utratą (n-1) cząsteczek wody. Jednak dodajemy z powrotem jedną cząsteczkę wody, aby uwzględnić grupy terminalne (H na końcu N i OH na końcu C).

Przykład Obliczenia

Obliczmy masę cząsteczkową prostego tripeptydu: Ala-Gly-Ser (AGS)

1. Suma mas indywidualnych aminokwasów:

   • Alanina (A): 71.03711 Da
   • Glycyna (G): 57.02146 Da
   • Seryna (S): 87.03203 Da
   • Razem: 215.0906 Da

2. Odejmujemy utratę wody z wiązań peptydowych:

   • Liczba wiązań peptydowych = 3-1 = 2
   • Masa cząsteczkowa wody = 18.01528 Da
   • Łączna utrata wody = 2 × 18.01528 = 36.03056 Da

3. Dodajemy z powrotem jedną cząsteczkę wody dla grup terminalnych:

   • 18.01528 Da

4. Ostateczna masa cząsteczkowa:

   • 215.0906 - 36.03056 + 18.01528 = 197.07532 Da

Jak Użyć Tego Kalkulatora

Użycie Kalkulatora Masy Cząsteczkowej Białka jest proste:

1. Wprowadź sekwencję białka w polu tekstowym, używając standardowych kodów jednorazowych aminokwasów (A, R, N, D, C, E, Q, G, H, I, L, K, M, F, P, S, T, W, Y, V).

2. Kalkulator automatycznie zweryfikuje twoje dane wejściowe, aby upewnić się, że zawierają tylko prawidłowe kody aminokwasów.

3. Kliknij przycisk „Oblicz Masę Cząsteczkową” lub poczekaj na automatyczne zakończenie obliczeń.

4. Zobacz wyniki, które obejmują:

   • Obliczoną masę cząsteczkową w Daltonach (Da)
   • Długość sekwencji (liczba aminokwasów)
   • Rozkład składu aminokwasowego
   • Użyty wzór do obliczeń

5. Możesz skopiować wyniki do schowka, klikając przycisk „Kopiuj”, aby użyć ich w raportach lub dalszej analizie.

Wytyczne dotyczące Wprowadzania

Aby uzyskać dokładne wyniki, postępuj zgodnie z tymi wytycznymi podczas wprowadzania sekwencji białka:

• Używaj tylko standardowych kodów jednorazowych aminokwasów (wielkie lub małe litery)
• Nie wprowadzaj spacji, cyfr ani znaków specjalnych
• Usuń wszelkie znaki, które nie są aminokwasami (takie jak numeracja sekwencji)
• Dla sekwencji z niestandardowymi aminokwasami rozważ użycie alternatywnych narzędzi, które obsługują rozszerzone kody aminokwasowe

Interpretacja Wyników

Kalkulator dostarcza kilku informacji:

1. Masa Cząsteczkowa: Oszacowana masa cząsteczkowa twojego białka w Daltonach (Da). Dla większych białek może być wyrażona w kilodaltonach (kDa).

2. Długość Sekwencji: Całkowita liczba aminokwasów w twojej sekwencji.

3. Skład Aminokwasowy: Wizualny rozkład zawartości aminokwasów twojego białka, pokazujący zarówno liczbę, jak i procent każdego aminokwasu.

4. Metoda Obliczeń: Jasne wyjaśnienie, jak obliczono masę cząsteczkową, w tym użyty wzór.

Przykłady Zastosowań

Kalkulator Masy Cząsteczkowej Białka ma liczne zastosowania w różnych dziedzinach nauk przyrodniczych:

Oczyszczanie i Analiza Białek

Badacze używają informacji o masie cząsteczkowej do:

• Ustawienia odpowiednich kolumn filtracji żelowej
• Określenia odpowiednich stężeń poliakrylamidu dla SDS-PAGE
• Interpretacji danych z spektrometrii mas
• Walidacji wyników ekspresji i oczyszczania białek

Produkcja Białek Rekombinowanych

Firmy biotechnologiczne polegają na dokładnych obliczeniach masy cząsteczkowej, aby:

• Projektować konstrukty ekspresyjne
• Oszacować plony białka
• Opracować strategie oczyszczania
• Scharakteryzować ostateczne produkty

Syntetyzowanie Peptydów

Chemicy peptydowi używają obliczeń masy cząsteczkowej do:

• Określenia ilości potrzebnych materiałów wyjściowych
• Obliczenia teoretycznych plonów
• Weryfikacji tożsamości syntetyzowanych peptydów
• Projektowania metod analitycznych do kontroli jakości

Biologia Strukturalna

Biolodzy strukturalni potrzebują informacji o masie cząsteczkowej do:

• Ustawienia prób krystalizacji
• Interpretacji danych z dyfrakcji rentgenowskiej
• Analizy kompleksów białkowych
• Obliczania stechiometrii interakcji białko-białko

Rozwój Farmaceutyczny

Deweloperzy leków używają masy cząsteczkowej białek do:

• Scharakteryzowania białek terapeutycznych
• Opracowania strategii formułowania
• Projektowania metod analitycznych
• Ustanowienia specyfikacji kontroli jakości

Badania Akademickie

Studenci i badacze używają kalkulatora do:

• Eksperymentów laboratoryjnych
• Analizy danych
• Projektowania eksperymentów
• Celów edukacyjnych

Alternatywy

Choć nasz Kalkulator Masy Cząsteczkowej Białka zapewnia szybkie i dokładne oszacowania, istnieją alternatywne podejścia do określania masy cząsteczkowej białka:

1. Metody Eksperymentalne:

   • Spektrometria mas: Dostarcza wysoce dokładnych pomiarów masy cząsteczkowej i może wykrywać modyfikacje potranslacyjne
   • Chromatografia ekskluzyjna rozmiaru (SEC): Szacuje masę cząsteczkową na podstawie promienia hydrodynamicznego
   • SDS-PAGE: Dostarcza przybliżonej masy cząsteczkowej na podstawie mobilności elektroforetycznej

2. Inne Narzędzia Obliczeniowe:

   • ExPASy ProtParam: Oferuje dodatkowe parametry białkowe poza masą cząsteczkową
   • EMBOSS Pepstats: Dostarcza szczegółowej analizy statystycznej sekwencji białkowych
   • Kalkulator Białek v3.4: Zawiera dodatkowe obliczenia, takie jak punkt izoelektryczny i współczynnik ekstynkcji

3. Specjalistyczne Oprogramowanie:

   • Dla białek z niestandardowymi aminokwasami lub modyfikacjami potranslacyjnymi
   • Dla złożonych zespołów białkowych lub białek multimerowych
   • Dla białek znakowanych izotopowo używanych w badaniach NMR

Historia Określania Masy Cząsteczkowej Białka

Koncepcja masy cząsteczkowej była fundamentalna dla chemii od czasów, gdy John Dalton zaproponował swoją teorię atomową na początku XIX wieku. Jednak zastosowanie jej do białek ma bardziej współczesną historię:

Wczesna Nauka o Białkach (1800-1920)

• W 1838 roku Jöns Jacob Berzelius ukuł termin „białko” z greckiego słowa „proteios”, oznaczającego „pierwotny” lub „najważniejszy”.
• Wczesni naukowcy zajmujący się białkami, tacy jak Frederick Sanger, zaczęli rozumieć, że białka składają się z aminokwasów.
• Koncepcja białek jako makromolekuł o określonych masach cząsteczkowych pojawiła się stopniowo.

Rozwój Technik Analitycznych (1930-1960)

• Wynalezienie ultrawirówki przez Theodora Svedberga w latach 20. XX wieku umożliwiło pierwsze dokładne pomiary mas cząsteczkowych białek.
• Opracowanie technik elektroforezy w latach 30. przez Arne Tiseliusa dostarczyło kolejnej metody szacowania rozmiaru białek.
• W 1958 roku Stanford Moore i William H. Stein ukończyli pierwszą pełną sekwencję aminokwasową rybonukleazy, co pozwoliło na precyzyjne obliczenie masy cząsteczkowej.

Era Nowoczesna (1970-Present)

• Rozwój technik spektrometrii mas zrewolucjonizował określanie masy cząsteczkowej białek.
• John Fenn i Koichi Tanaka otrzymali Nagrodę Nobla w dziedzinie chemii w 2002 roku za rozwój metod jonizacji o łagodnym desorpcji do analiz spektrometrii mas biologicznych makromolekuł.
• Metody obliczeniowe do przewidywania właściwości białek, w tym masy cząsteczkowej, stały się coraz bardziej wyrafinowane i dostępne.
• Powstanie genomiki i proteomiki w latach 90. i 2000. stworzyło zapotrzebowanie na narzędzia do analizy białek w wysokiej przepustowości, w tym automatyczne kalkulatory masy cząsteczkowej.

Dziś obliczanie masy cząsteczkowej białka jest rutynową, ale niezbędną częścią nauki o białkach, ułatwioną przez narzędzia takie jak nasz kalkulator, które czynią te obliczenia dostępnymi dla badaczy na całym świecie.

Przykłady Kodów

Oto przykłady, jak obliczyć masę cząsteczkową białka w różnych językach programowania:

1' Funkcja VBA w Excelu do obliczania masy cząsteczkowej białka
2Function ProteinMolecularWeight(sequence As String) As Double
3    ' Masy aminokwasów
4    Dim aaWeights As Object
5    Set aaWeights = CreateObject("Scripting.Dictionary")
6    
7    ' Inicjalizacja mas aminokwasów
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    ' Masa cząsteczkowa wody
30    Const WATER_WEIGHT As Double = 18.01528
31    
32    ' Konwersja sekwencji na wielkie litery
33    sequence = UCase(sequence)
34    
35    ' Obliczanie całkowitej masy
36    Dim totalWeight As Double
37    totalWeight = 0
38    
39    ' Suma mas indywidualnych aminokwasów
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            ' Nieprawidłowy kod aminokwasu
49            ProteinMolecularWeight = -1
50            Exit Function
51        End If
52    Next i
53    
54    ' Odejmowanie utraty wody z wiązań peptydowych i dodanie terminalnej wody
55    Dim numAminoAcids As Integer
56    numAminoAcids = Len(sequence)
57    
58    ProteinMolecularWeight = totalWeight - (numAminoAcids - 1) * WATER_WEIGHT + WATER_WEIGHT
59End Function
60
61' Użycie w Excelu:
62' =ProteinMolecularWeight("ACDEFGHIKLMNPQRSTVWY")
63

1def calculate_protein_molecular_weight(sequence):
2    """
3    Oblicz masę cząsteczkową białka na podstawie jego sekwencji aminokwasowej.
4    
5    Args:
6        sequence (str): Sekwencja białka używająca kodów jednorazowych aminokwasów
7        
8    Returns:
9        float: Masa cząsteczkowa w Daltonach (Da)
10    """
11    # Masy aminokwasów
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    # Masa cząsteczkowa wody
36    WATER_WEIGHT = 18.01528
37    
38    # Konwersja sekwencji na wielkie litery
39    sequence = sequence.upper()
40    
41    # Walidacja sekwencji
42    for aa in sequence:
43        if aa not in aa_weights:
44            raise ValueError(f"Nieprawidłowy kod aminokwasu: {aa}")
45    
46    # Suma mas indywidualnych aminokwasów
47    total_weight = sum(aa_weights[aa] for aa in sequence)
48    
49    # Odejmowanie utraty wody z wiązań peptydowych i dodanie terminalnej wody
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# Przykład użycia:
56sequence = "MVKMDVYKGSSIGDSMSRSM"
57mw = calculate_protein_molecular_weight(sequence)
58print(f"Masa cząsteczkowa: {mw:.2f} Da")
59

1function calculateProteinMolecularWeight(sequence) {
2  // Masy aminokwasów
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  // Masa cząsteczkowa wody
27  const WATER_WEIGHT = 18.01528;
28  
29  // Konwersja sekwencji na wielkie litery
30  sequence = sequence.toUpperCase();
31  
32  // Walidacja sekwencji
33  for (let i = 0; i < sequence.length; i++) {
34    const aa = sequence[i];
35    if (!aaWeights[aa]) {
36      throw new Error(`Nieprawidłowy kod aminokwasu: ${aa}`);
37    }
38  }
39  
40  // Suma mas indywidualnych aminokwasów
41  let totalWeight = 0;
42  for (let i = 0; i < sequence.length; i++) {
43    totalWeight += aaWeights[sequence[i]];
44  }
45  
46  // Odejmowanie utraty wody z wiązań peptydowych i dodanie terminalnej wody
47  const numAminoAcids = sequence.length;
48  const molecularWeight = totalWeight - (numAminoAcids - 1) * WATER_WEIGHT + WATER_WEIGHT;
49  
50  return molecularWeight;
51}
52
53// Przykład użycia:
54const sequence = "ACDEFGHIKLMNPQRSTVWY";
55try {
56  const mw = calculateProteinMolecularWeight(sequence);
57  console.log(`Masa cząsteczkowa: ${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        // Inicjalizacja mas aminokwasów
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        // Konwersja sekwencji na wielkie litery
34        sequence = sequence.toUpperCase();
35        
36        // Walidacja sekwencji
37        for (int i = 0; i < sequence.length(); i++) {
38            char aa = sequence.charAt(i);
39            if (!aminoAcidWeights.containsKey(aa)) {
40                throw new IllegalArgumentException("Nieprawidłowy kod aminokwasu: " + aa);
41            }
42        }
43        
44        // Suma mas indywidualnych aminokwasów
45        double totalWeight = 0;
46        for (int i = 0; i < sequence.length(); i++) {
47            totalWeight += aminoAcidWeights.get(sequence.charAt(i));
48        }
49        
50        // Odejmowanie utraty wody z wiązań peptydowych i dodanie terminalnej wody
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("Masa cząsteczkowa: %.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    // Masy aminokwasów
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    // Masa cząsteczkowa wody
33    const double WATER_WEIGHT = 18.01528;
34    
35    // Konwersja sekwencji na wielkie litery
36    std::string upperSequence = sequence;
37    std::transform(upperSequence.begin(), upperSequence.end(), upperSequence.begin(), ::toupper);
38    
39    // Walidacja sekwencji
40    for (char aa : upperSequence) {
41        if (aaWeights.find(aa) == aaWeights.end()) {
42            throw std::invalid_argument(std::string("Nieprawidłowy kod aminokwasu: ") + aa);
43        }
44    }
45    
46    // Suma mas indywidualnych aminokwasów
47    double totalWeight = 0.0;
48    for (char aa : upperSequence) {
49        totalWeight += aaWeights[aa];
50    }
51    
52    // Odejmowanie utraty wody z wiązań peptydowych i dodanie terminalnej wody
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 << "Masa cząsteczkowa: " << std::fixed << std::setprecision(2) << mw << " Da" << std::endl;
64    } catch (const std::exception& e) {
65        std::cerr << "Błąd: " << e.what() << std::endl;
66    }
67    
68    return 0;
69}
70

Najczęściej Zadawane Pytania

Czym jest masa cząsteczkowa białka?

Masa cząsteczkowa białka, zwana także masą cząsteczkową, to całkowita masa cząsteczki białka wyrażona w Daltonach (Da) lub kilodaltonach (kDa). Reprezentuje sumę mas wszystkich atomów w białku, uwzględniając utratę cząsteczek wody podczas tworzenia wiązań peptydowych. Ta fundamentalna właściwość jest kluczowa dla charakteryzowania, oczyszczania i analizy białek.

Jak dokładny jest ten kalkulator masy cząsteczkowej białka?

Ten kalkulator zapewnia teoretyczną masę cząsteczkową na podstawie sekwencji aminokwasowej z wysoką dokładnością. Używa standardowych mas monoisotopowych aminokwasów i uwzględnia utratę wody podczas tworzenia wiązań peptydowych. Nie uwzględnia jednak modyfikacji potranslacyjnych, niestandardowych aminokwasów ani wariacji izotopowych, które mogą występować w rzeczywistych białkach.

Jakie jednostki są używane do masy cząsteczkowej białka?

Masy cząsteczkowe białek zazwyczaj wyrażane są w Daltonach (Da) lub kilodaltonach (kDa), gdzie 1 kDa równa się 1,000 Da. Dalton jest w przybliżeniu równy masie atomu wodoru (1.66 × 10^-24 grama). Dla odniesienia, małe peptydy mogą mieć masę kilku setek Da, podczas gdy duże białka mogą mieć setki kDa.

Dlaczego moja obliczona masa cząsteczkowa różni się od wartości eksperymentalnych?

Kilka czynników może powodować niezgodności między obliczonymi a eksperymentalnymi masami cząsteczkowymi:

1. Modyfikacje potranslacyjne (fosforylacja, glikozylacja itp.)
2. Tworzenie wiązań disulfidowych
3. Procesy proteolityczne
4. Niestandardowe aminokwasy
5. Błędy pomiarowe w eksperymentach
6. Wariacje izotopowe

Dla precyzyjnego określania masy cząsteczkowej zmodyfikowanych białek zaleca się spektrometrię mas.

Czy ten kalkulator może obsługiwać niestandardowe aminokwasy?

Ten kalkulator obsługuje tylko 20 standardowych aminokwasów używając ich kodów jednorazowych (A, R, N, D, C, E, Q, G, H, I, L, K, M, F, P, S, T, W, Y, V). Dla białek zawierających niestandardowe aminokwasy, selenocysteinę, pirrolysynę lub inne zmodyfikowane reszty, wymagane będą specjalistyczne narzędzia lub obliczenia ręczne.

Jak interpretować wyniki składu aminokwasowego?

Skład aminokwasowy pokazuje liczbę i procent każdego aminokwasu w twojej sekwencji białkowej. Informacje te są przydatne do:

• Zrozumienia właściwości fizycznych twojego białka
• Identyfikacji interesujących obszarów (np. fragmenty hydrofobowe)
• Planowania procedur eksperymentalnych (np. pomiary spektroskopowe)
• Porównywania podobnych białek między gatunkami

Jaka jest różnica między średnią a monoisotopową masą cząsteczkową?

• Monoisotopowa masa cząsteczkowa wykorzystuje masę najobficiej występującego izotopu każdego pierwiastka (to, co dostarcza ten kalkulator)
• Średnia masa cząsteczkowa wykorzystuje ważoną średnią wszystkich naturalnie występujących izotopów

Dla małych peptydów różnica jest minimalna, ale staje się bardziej znacząca dla większych białek. Spektrometria mas zazwyczaj mierzy masy monoisotopowe dla mniejszych cząsteczek i średnie dla większych.

Jak kalkulator uwzględnia grupy terminalne N- i C-?

Kalkulator uwzględnia standardowe grupy terminalne N (NH₂-) i C (-COOH) poprzez dodanie z powrotem jednej cząsteczki wody (18.01528 Da) po odjęciu wody utraconej w procesie tworzenia wiązań peptydowych. Zapewnia to, że obliczona masa cząsteczkowa reprezentuje kompletne białko z odpowiednimi grupami terminalnymi.

Czy mogę obliczyć masę cząsteczkową białka z wiązaniami disulfidowymi?

Tak, ale ten kalkulator nie dostosowuje automatycznie do wiązań disulfidowych. Każde utworzenie wiązania disulfidowego skutkuje utratą dwóch atomów wodoru (2.01588 Da). Aby uwzględnić wiązania disulfidowe, odejmij 2.01588 Da od obliczonej masy cząsteczkowej dla każdego wiązania disulfidowego w twoim białku.

Jak masa cząsteczkowa białka odnosi się do rozmiaru białka?

Chociaż masa cząsteczkowa koreluje z rozmiarem białka, związek ten nie zawsze jest prosty. Czynniki wpływające na fizyczny rozmiar białka obejmują:

• Skład aminokwasowy
• Strukturę drugorzędową i trzeciorzędową
• Powłokę hydratacyjną
• Modyfikacje potranslacyjne
• Warunki środowiskowe (pH, stężenie soli)

Dla przybliżenia, globularne białko o masie 10 kDa ma średnicę około 2-3 nm.

Bibliografia

1. Gasteiger E., Hoogland C., Gattiker A., Duvaud S., Wilkins M.R., Appel R.D., Bairoch A. (2005) Narzędzia do identyfikacji i analizy białek na serwerze ExPASy. W: Walker J.M. (red.) Podręcznik protokołów proteomiki. Humana Press.

2. Nelson, D. L., & Cox, M. M. (2017). Zasady biochemii Lehningera (7. wyd.). W.H. Freeman and Company.

3. Steen, H., & Mann, M. (2004). ABC (i XYZ) sekwencjonowania peptydów. Nature Reviews Molecular Cell Biology, 5(9), 699-711.

4. Voet, D., Voet, J. G., & Pratt, C. W. (2016). Podstawy biochemii: Życie na poziomie molekularnym (5. wyd.). Wiley.

5. Creighton, T. E. (2010). Biochemia fizyczna kwasów nukleinowych i białek. Helvetian Press.

6. UniProt Consortium. (2021). UniProt: uniwersalna baza wiedzy o białkach w 2021 roku. 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 zasobów bioinformatycznych SIB. Nucleic Acids Research, 40(W1), W597-W603.

8. Kinter, M., & Sherman, N. E. (2005). Sekwencjonowanie białek i identyfikacja przy użyciu spektrometrii mas. Wiley-Interscience.

Wypróbuj nasz Kalkulator Masy Cząsteczkowej Białka już dziś, aby szybko i dokładnie określić masę cząsteczkową swoich sekwencji białkowych. Niezależnie od tego, czy planujesz eksperymenty, analizujesz wyniki, czy uczysz się o biochemii białek, to narzędzie dostarcza informacji, których potrzebujesz w kilka sekund.