Kalkulátor molekulové hmotnosti proteinů

Úvod

Kalkulátor molekulové hmotnosti proteinů je nezbytným nástrojem pro biochemiky, molekulární biology a vědce zabývající se proteiny, kteří potřebují určit hmotnost proteinů na základě jejich aminokyselinových sekvencí. Proteiny jsou složité makromolekuly složené z řetězců aminokyselin a znalost jejich molekulové hmotnosti je zásadní pro různé laboratorní techniky, experimentální návrh a analýzu dat. Tento kalkulátor poskytuje rychlý a přesný způsob, jak odhadnout molekulovou hmotnost jakéhokoli proteinu pomocí jeho aminokyselinové sekvence, čímž šetří výzkumníkům cenný čas a snižuje potenciál pro chyby v výpočtech.

Molekulová hmotnost proteinu, často vyjadřovaná v Daltonových (Da) nebo kilodaltonových (kDa), představuje součet jednotlivých hmotností všech aminokyselin v proteinu, přičemž se zohledňují vodní molekuly ztracené během tvorby peptidových vazeb. Tato základní vlastnost ovlivňuje chování proteinu v roztoku, mobilitu v elektroforéze, krystalizační vlastnosti a mnoho dalších fyzikálních a chemických charakteristik, které jsou důležité ve výzkumu a průmyslových aplikacích.

Náš uživatelsky přívětivý kalkulátor vyžaduje pouze sekvenci proteinu v jednopísmenném kódu aminokyselin, aby vygeneroval přesné odhady molekulové hmotnosti, což jej činí přístupným jak pro zkušené výzkumníky, tak pro studenty, kteří se teprve seznamují s vědou o proteinech.

Jak se počítá molekulová hmotnost proteinu

Základní vzorec

Molekulová hmotnost proteinu se počítá pomocí následujícího vzorce:

$MW_{protein} = \sum_{i=1}^{n} MW_{aminokyselina_i} - (n-1) \times MW_{voda} + MW_{voda}$

Kde:

• $MW_{protein}$ je molekulová hmotnost celého proteinu v Daltonových (Da)
• $\sum_{i=1}^{n} MW_{aminokyselina_i}$ je součet molekulových hmotností všech jednotlivých aminokyselin
• $n$ je počet aminokyselin v sekvenci
• $MW_{voda}$ je molekulová hmotnost vody (18.01528 Da)
• $(n-1)$ představuje počet vytvořených peptidových vazeb
• Konečný $+ MW_{voda}$ termín zohledňuje terminální skupiny (H a OH)

Molekulové hmotnosti aminokyselin

Výpočet používá standardní molekulové hmotnosti 20 běžných aminokyselin:

Ztráta vody při tvorbě peptidových vazeb

Když se aminokyseliny spojují, aby vytvořily protein, vytvářejí peptidové vazby. Během tohoto procesu se ztrácí jedna molekula vody (H₂O) pro každou vazbu. Tato ztráta vody musí být zohledněna ve výpočtu molekulové hmotnosti.

Pro protein s n aminokyselinami se vytváří (n-1) peptidových vazeb, což vede ke ztrátě (n-1) molekul vody. Nicméně, přidáváme zpět jednu molekulu vody, abychom zohlednili terminální skupiny (H na N-terminu a OH na C-terminu).

Příklad výpočtu

Pojďme vypočítat molekulovou hmotnost jednoduchého tripeptidu: Ala-Gly-Ser (AGS)

1. Sečtěte hmotnosti jednotlivých aminokyselin:

   • Alanin (A): 71.03711 Da
   • Glycin (G): 57.02146 Da
   • Serin (S): 87.03203 Da
   • Celkem: 215.0906 Da

2. Odečtěte ztrátu vody z peptidových vazeb:

   • Počet peptidových vazeb = 3-1 = 2
   • Molekulová hmotnost vody = 18.01528 Da
   • Celková ztráta vody = 2 × 18.01528 = 36.03056 Da

3. Přidejte zpět jednu molekulu vody pro terminální skupiny:

   • 18.01528 Da

4. Konečná molekulová hmotnost:

   • 215.0906 - 36.03056 + 18.01528 = 197.07532 Da

Jak používat tento kalkulátor

Použití kalkulátoru molekulové hmotnosti proteinů je jednoduché:

1. Zadejte sekvenci svého proteinu do textového pole pomocí standardních jednopísmenných kódů aminokyselin (A, R, N, D, C, E, Q, G, H, I, L, K, M, F, P, S, T, W, Y, V).

2. Kalkulátor automaticky ověří váš vstup, aby zajistil, že obsahuje pouze platné kódy aminokyselin.

3. Klikněte na tlačítko „Vypočítat molekulovou hmotnost“ nebo počkejte, až se automatické výpočty dokončí.

4. Zobrazte výsledky, které zahrnují:

   • Vypočítanou molekulovou hmotnost v Daltonových (Da)
   • Délku sekvence (počet aminokyselin)
   • Přehled složení aminokyselin
   • Použitý vzorec pro výpočet

5. Můžete zkopírovat výsledky do schránky kliknutím na tlačítko "Kopírovat" pro použití ve zprávách nebo dalším analýzám.

Pokyny pro vstup

Pro přesné výsledky dodržujte tyto pokyny při zadávání sekvence proteinu:

• Používejte pouze standardní jednopísmenné kódy aminokyselin (velká nebo malá písmena)
• Nezahrnujte mezery, čísla ani speciální znaky
• Odstraňte jakékoli znaky, které nejsou aminokyselinami (např. číslování sekvencí)
• Pro sekvence s nestandardními aminokyselinami zvažte použití alternativních nástrojů, které podporují rozšířené kódy aminokyselin

Interpretace výsledků

Kalkulátor poskytuje několik informací:

1. Molekulová hmotnost: Odhadovaná molekulová hmotnost vašeho proteinu v Daltonových (Da). U větších proteinů může být tato hodnota vyjádřena v kilodaltonových (kDa).

2. Délka sekvence: Celkový počet aminokyselin ve vaší sekvenci.

3. Složení aminokyselin: Vizuální přehled obsahu aminokyselin vašeho proteinu, ukazující jak počet, tak procento každé aminokyseliny.

4. Metoda výpočtu: Jasné vysvětlení, jak byla molekulová hmotnost vypočítána, včetně použitých vzorců.

Případy použití

Kalkulátor molekulové hmotnosti proteinů má mnoho aplikací v různých oblastech životních věd:

Purifikace a analýza proteinů

Výzkumníci používají informace o molekulové hmotnosti k:

• Nastavení vhodných gelových filtračních sloupců
• Určení vhodných koncentrací polyakrylamidového gelu pro SDS-PAGE
• Interpretaci dat z hmotnostní spektrometrie
• Ověření výsledků exprese a purifikace proteinů

Produkce rekombinantních proteinů

Biotechnologické společnosti se spoléhají na přesné výpočty molekulové hmotnosti k:

• Návrhu expresních konstrukcí
• Odhadu výtěžků proteinů
• Vývoji purifikačních strategií
• Charakterizaci konečných produktů

Syntéza peptidů

Peptidoví chemici používají výpočty molekulové hmotnosti k:

• Určení množství potřebných výchozích materiálů
• Výpočtu teoretických výtěžků
• Ověření identity syntetizovaných peptidů
• Návrhu analytických metod pro kontrolu kvality

Strukturní biologie

Strukturní biologové potřebují informace o molekulové hmotnosti k:

• Nastavení krystalizačních pokusů
• Interpretaci dat z rentgenové difrakce
• Analýze proteinových komplexů
• Výpočtu stechiometrie interakcí protein-protein

Vývoj farmaceutik

Vývojáři léčiv používají molekulovou hmotnost proteinů k:

• Charakterizaci terapeutických proteinů
• Vývoji formulací
• Návrhu analytických metod
• Stanovení specifikací kontroly kvality

Akademický výzkum

Studenti a výzkumníci používají kalkulátor pro:

• Laboratorní experimenty
• Analýzu dat
• Experimentální návrh
• Vzdělávací účely

Alternativy

I když náš kalkulátor molekulové hmotnosti proteinů poskytuje rychlé a přesné odhady, existují alternativní přístupy k určení molekulové hmotnosti proteinů:

1. Experimentální metody:

   • Hmotnostní spektrometrie (MS): Poskytuje vysoce přesná měření molekulové hmotnosti a může detekovat post-translační modifikace
   • Velikostní vylučovací chromatografie (SEC): Odhaduje molekulovou hmotnost na základě hydrodynamického poloměru
   • SDS-PAGE: Poskytuje přibližnou molekulovou hmotnost na základě elektroforetické mobility

2. Další výpočetní nástroje:

   • ExPASy ProtParam: Nabízí další parametry proteinu nad rámec molekulové hmotnosti
   • EMBOSS Pepstats: Poskytuje podrobnou statistickou analýzu sekvencí proteinů
   • Protein Calculator v3.4: Zahrnuje další výpočty, jako je izoelektrický bod a extinkční koeficient

3. Specializovaný software:

   • Pro proteiny s nestandardními aminokyselinami nebo post-translačními modifikacemi
   • Pro složité proteinové soubory nebo multimerické proteiny
   • Pro izotopově označené proteiny používané ve studiích NMR

Historie určování molekulové hmotnosti proteinů

Koncept molekulové hmotnosti byl základním kamenem chemie od doby, kdy John Dalton navrhl svou atomovou teorii na počátku 19. století. Aplikace na proteiny má však nedávnější historii:

Raná věda o proteinech (1800-1920)

• V roce 1838 Jöns Jacob Berzelius zavedl termín "protein" z řeckého slova "proteios", což znamená "primární" nebo "nejdůležitější".
• Raní vědci o proteinech, jako Frederick Sanger, začali chápat, že proteiny jsou složeny z aminokyselin.
• Koncept proteinů jako makromolekul s definovanými molekulovými hmotnostmi se postupně vyvinul.

Vývoj analytických technik (1930-1960)

• Vynález ultracentrifugace Theodorem Svedbergem ve 20. letech 20. století umožnil první přesná měření molekulových hmotností proteinů.
• Vývoj elektroforézních technik v 30. letech 20. století Arne Tiseliusem poskytl další metodu pro odhad velikosti proteinů.
• V roce 1958 dokončili Stanford Moore a William H. Stein první plnou aminokyselinovou sekvenci ribonukleázy, což umožnilo přesný výpočet molekulové hmotnosti.

Moderní éra (1970-současnost)

• Vývoj technik hmotnostní spektrometrie revolucionalizoval určování molekulové hmotnosti proteinů.
• John Fenn a Koichi Tanaka získali Nobelovu cenu za chemii v roce 2002 za vývoj metod měkké desorpce ionizace pro hmotnostní spektrometrické analýzy biologických makromolekul.
• Výpočetní metody pro predikci vlastností proteinů, včetně molekulové hmotnosti, se staly stále sofistikovanějšími a dostupnějšími.
• Nástup genetiky a proteomiky v 90. letech a 2000. letech vytvořil potřebu nástrojů pro analýzu proteinů s vysokým průtokem, včetně automatizovaných kalkulátorů molekulové hmotnosti.

Dnes je výpočet molekulové hmotnosti proteinů rutinní, ale zásadní součástí vědy o proteinech, usnadněný nástroji, jako je náš kalkulátor, které činí tyto výpočty přístupné výzkumníkům po celém světě.

Příklady kódu

Zde jsou příklady, jak vypočítat molekulovou hmotnost proteinu v různých programovacích jazycích:

1' Excel VBA Funkce pro výpočet molekulové hmotnosti proteinu
2Function ProteinMolecularWeight(sequence As String) As Double
3    ' Hmotnosti aminokyselin
4    Dim aaWeights As Object
5    Set aaWeights = CreateObject("Scripting.Dictionary")
6    
7    ' Inicializace hmotností aminokyselin
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    ' Molekulová hmotnost vody
30    Const WATER_WEIGHT As Double = 18.01528
31    
32    ' Převod sekvence na velká písmena
33    sequence = UCase(sequence)
34    
35    ' Výpočet celkové hmotnosti
36    Dim totalWeight As Double
37    totalWeight = 0
38    
39    ' Součet hmotností jednotlivých aminokyselin
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            ' Neplatný kód aminokyseliny
49            ProteinMolecularWeight = -1
50            Exit Function
51        End If
52    Next i
53    
54    ' Odečtěte ztrátu vody z peptidových vazeb a přidejte terminální vodu
55    Dim numAminoAcids As Integer
56    numAminoAcids = Len(sequence)
57    
58    ProteinMolecularWeight = totalWeight - (numAminoAcids - 1) * WATER_WEIGHT + WATER_WEIGHT
59End Function
60
61' Použití v Excelu:
62' =ProteinMolecularWeight("ACDEFGHIKLMNPQRSTVWY")
63

1def calculate_protein_molecular_weight(sequence):
2    """
3    Vypočítá molekulovou hmotnost proteinu z jeho aminokyselinové sekvence.
4    
5    Args:
6        sequence (str): Sekvence proteinu pomocí jednopísmenných kódů aminokyselin
7        
8    Returns:
9        float: Molekulová hmotnost v Daltonových (Da)
10    """
11    # Hmotnosti aminokyselin
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    # Molekulová hmotnost vody
36    WATER_WEIGHT = 18.01528
37    
38    # Převod sekvence na velká písmena
39    sequence = sequence.upper()
40    
41    # Ověření sekvence
42    for aa in sequence:
43        if aa not in aa_weights:
44            raise ValueError(f"Neplatný kód aminokyseliny: {aa}")
45    
46    # Součet hmotností jednotlivých aminokyselin
47    total_weight = sum(aa_weights[aa] for aa in sequence)
48    
49    # Odečtěte ztrátu vody z peptidových vazeb a přidejte terminální vodu
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# Příklad použití:
56sequence = "MVKMDVYKGSSIGDSMSRSM"
57mw = calculate_protein_molecular_weight(sequence)
58print(f"Molekulová hmotnost: {mw:.2f} Da")
59

1function calculateProteinMolecularWeight(sequence) {
2  // Hmotnosti aminokyselin
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  // Molekulová hmotnost vody
27  const WATER_WEIGHT = 18.01528;
28  
29  // Převod sekvence na velká písmena
30  sequence = sequence.toUpperCase();
31  
32  // Ověření sekvence
33  for (let i = 0; i < sequence.length; i++) {
34    const aa = sequence[i];
35    if (!aaWeights[aa]) {
36      throw new Error(`Neplatný kód aminokyseliny: ${aa}`);
37    }
38  }
39  
40  // Součet hmotností jednotlivých aminokyselin
41  let totalWeight = 0;
42  for (let i = 0; i < sequence.length; i++) {
43    totalWeight += aaWeights[sequence[i]];
44  }
45  
46  // Odečtěte ztrátu vody z peptidových vazeb a přidejte terminální vodu
47  const numAminoAcids = sequence.length;
48  const molecularWeight = totalWeight - (numAminoAcids - 1) * WATER_WEIGHT + WATER_WEIGHT;
49  
50  return molecularWeight;
51}
52
53// Příklad použití:
54const sequence = "ACDEFGHIKLMNPQRSTVWY";
55try {
56  const mw = calculateProteinMolecularWeight(sequence);
57  console.log(`Molekulová hmotnost: ${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        // Inicializace hmotností aminokyselin
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        // Převod sekvence na velká písmena
34        sequence = sequence.toUpperCase();
35        
36        // Ověření sekvence
37        for (int i = 0; i < sequence.length(); i++) {
38            char aa = sequence.charAt(i);
39            if (!aminoAcidWeights.containsKey(aa)) {
40                throw new IllegalArgumentException("Neplatný kód aminokyseliny: " + aa);
41            }
42        }
43        
44        // Součet hmotností jednotlivých aminokyselin
45        double totalWeight = 0;
46        for (int i = 0; i < sequence.length(); i++) {
47            totalWeight += aminoAcidWeights.get(sequence.charAt(i));
48        }
49        
50        // Odečtěte ztrátu vody z peptidových vazeb a přidejte terminální vodu
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("Molekulová hmotnost: %.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    // Hmotnosti aminokyselin
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    // Molekulová hmotnost vody
33    const double WATER_WEIGHT = 18.01528;
34    
35    // Převod sekvence na velká písmena
36    std::string upperSequence = sequence;
37    std::transform(upperSequence.begin(), upperSequence.end(), upperSequence.begin(), ::toupper);
38    
39    // Ověření sekvence
40    for (char aa : upperSequence) {
41        if (aaWeights.find(aa) == aaWeights.end()) {
42            throw std::invalid_argument(std::string("Neplatný kód aminokyseliny: ") + aa);
43        }
44    }
45    
46    // Součet hmotností jednotlivých aminokyselin
47    double totalWeight = 0.0;
48    for (char aa : upperSequence) {
49        totalWeight += aaWeights[aa];
50    }
51    
52    // Odečtěte ztrátu vody z peptidových vazeb a přidejte terminální vodu
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 << "Molekulová hmotnost: " << std::fixed << std::setprecision(2) << mw << " Da" << std::endl;
64    } catch (const std::exception& e) {
65        std::cerr << "Chyba: " << e.what() << std::endl;
66    }
67    
68    return 0;
69}
70

Často kladené otázky

Co je molekulová hmotnost proteinu?

Molekulová hmotnost proteinu, také nazývaná molekulová hmotnost, je celková hmotnost molekuly proteinu vyjádřená v Daltonových (Da) nebo kilodaltonových (kDa). Představuje součet hmotností všech atomů v proteinu, přičemž se zohledňuje ztráta vodních molekul během tvorby peptidových vazeb. Tato základní vlastnost je zásadní pro charakterizaci, purifikaci a analýzu proteinů.

Jak přesný je tento kalkulátor molekulové hmotnosti proteinu?

Tento kalkulátor poskytuje teoretickou molekulovou hmotnost na základě aminokyselinové sekvence s vysokou přesností. Používá standardní monoisotopové hmotnosti aminokyselin a zohledňuje ztrátu vody během tvorby peptidových vazeb. Nicméně nezohledňuje post-translační modifikace, nestandardní aminokyseliny nebo izotopové variace, které mohou být přítomny v reálných proteinech.

Jaké jednotky se používají pro molekulovou hmotnost proteinu?

Molekulové hmotnosti proteinů se obvykle vyjadřují v Daltonových (Da) nebo kilodaltonových (kDa), přičemž 1 kDa se rovná 1 000 Da. Dalton je přibližně rovný hmotnosti atomu vodíku (1,66 × 10^-24 gramů). Pro referenci, malé peptidy mohou mít několik stovek Da, zatímco velké proteiny mohou mít stovky kDa.

Proč se moje vypočítaná molekulová hmotnost liší od experimentálních hodnot?

Existuje několik faktorů, které mohou způsobit rozdíly mezi vypočítanými a experimentálními molekulovými hmotnostmi:

1. Post-translační modifikace (fosforylace, glykosylace atd.)
2. Tvorba disulfidových vazeb
3. Proteolytické zpracování
4. Nestandardní aminokyseliny
5. Chyby měření experimentu
6. Izotopové variace

Pro přesné určení molekulové hmotnosti modifikovaných proteinů se doporučuje hmotnostní spektrometrie.

Může tento kalkulátor zpracovat nestandardní aminokyseliny?

Tento kalkulátor podporuje pouze 20 standardních aminokyselin pomocí jejich jednopísmenných kódů (A, R, N, D, C, E, Q, G, H, I, L, K, M, F, P, S, T, W, Y, V). Pro proteiny obsahující nestandardní aminokyseliny, selenocystein, pyrrolysine nebo jiné modifikované zbytky, by byly vyžadovány specializované nástroje nebo manuální výpočty.

Jak interpretovat výsledky složení aminokyselin?

Složení aminokyselin ukazuje počet a procento každé aminokyseliny ve vaší sekvenci proteinu. Tyto informace jsou užitečné pro:

• Pochopení fyzikálních vlastností vašeho proteinu
• Identifikaci oblastí zájmu (např. hydrofobní plochy)
• Plánování experimentálních postupů (např. spektroskopická měření)
• Porovnávání podobných proteinů napříč druhy

Jaký je rozdíl mezi průměrnou a monoisotopovou molekulovou hmotností?

• Monoisotopová molekulová hmotnost používá hmotnost nejhojnějšího izotopu každého prvku (což poskytuje tento kalkulátor)
• Průměrná molekulová hmotnost používá vážený průměr všech přirozeně se vyskytujících izotopů

Pro malé peptidy je rozdíl minimální, ale stává se významnějším pro větší proteiny. Hmotnostní spektrometrie obvykle měří monoisotopové hmotnosti pro menší molekuly a průměrné hmotnosti pro větší.

Jak kalkulátor zohledňuje N-terminální a C-terminální skupiny?

Kalkulátor zohledňuje standardní N-terminální (NH₂-) a C-terminální (-COOH) skupiny tím, že přidává zpět jednu molekulu vody (18.01528 Da) po odečtení vody ztracené při tvorbě peptidových vazeb. To zajišťuje, že vypočítaná molekulová hmotnost představuje kompletní protein s odpovídajícími terminálními skupinami.

Mohu vypočítat molekulovou hmotnost proteinu s disulfidovými vazbami?

Ano, ale tento kalkulátor automaticky nezohledňuje disulfidové vazby. Každá tvorba disulfidové vazby vede ke ztrátě dvou atomů vodíku (2.01588 Da). Abychom zohlednili disulfidové vazby, odečtěte 2.01588 Da od vypočítané molekulové hmotnosti pro každou disulfidovou vazbu ve vašem proteinu.

Jak souvisí molekulová hmotnost proteinu s velikostí proteinu?

I když molekulová hmotnost koreluje s velikostí proteinu, vztah není vždy přímočarý. Faktory ovlivňující fyzickou velikost proteinu zahrnují:

• Složení aminokyselin
• Sekundární a terciární struktura
• Hydratační obal
• Post-translační modifikace
• Podmínky prostředí (pH, koncentrace soli)

Pro hrubý odhad má globulární protein o hmotnosti 10 kDa průměr přibližně 2-3 nm.

Odkazy

1. Gasteiger E., Hoogland C., Gattiker A., Duvaud S., Wilkins M.R., Appel R.D., Bairoch A. (2005) Nástroje pro identifikaci a analýzu proteinů na serveru ExPASy. In: Walker J.M. (eds) Příručka protokolů proteomiky. Humana Press.

2. Nelson, D. L., & Cox, M. M. (2017). Lehningerovy principy biochemie (7. vydání). W.H. Freeman and Company.

3. Steen, H., & Mann, M. (2004). ABC (a XYZ) sekvenování peptidů. Nature Reviews Molecular Cell Biology, 5(9), 699-711.

4. Voet, D., Voet, J. G., & Pratt, C. W. (2016). Základy biochemie: Život na molekulární úrovni (5. vydání). Wiley.

5. Creighton, T. E. (2010). Biochemie nukleových kyselin a proteinů. Helvetian Press.

6. UniProt Consortium. (2021). UniProt: univerzální znalostní báze proteinů v roce 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: portál bioinformatických zdrojů SIB. Nucleic Acids Research, 40(W1), W597-W603.

8. Kinter, M., & Sherman, N. E. (2005). Sekvenování a identifikace proteinů pomocí tandemové hmotnostní spektrometrie. Wiley-Interscience.

Vyzkoušejte náš kalkulátor molekulové hmotnosti proteinů ještě dnes a rychle a přesně určete molekulovou hmotnost svých proteinových sekvencí. Ať už plánujete experimenty, analyzujete výsledky nebo se učíte o biochemii proteinů, tento nástroj poskytuje informace, které potřebujete během několika sekund.