מחשבון משקל מולקולרי של חלבונים

מבוא

מחשבון משקל מולקולרי של חלבונים הוא כלי חיוני עבור ביוכימאים, ביולוגים מולקולריים ומדעני חלבונים שצריכים לקבוע את המסה של חלבונים בהתבסס על רצפי חומצות האמינו שלהם. חלבונים הם מקרומולקולות מורכבות המורכבות משרשרות חומצות אמינו, וידיעת המשקל המולקולרי שלהם חיונית עבור טכניקות מעבדה שונות, תכנון ניסויים וניתוח נתונים. מחשבון זה מספק דרך מהירה ומדויקת להעריך את המשקל המולקולרי של כל חלבון באמצעות רצף חומצות האמינו שלו, וחוסך לחוקרים זמן יקר ומפחית את הפוטנציאל לטעויות חישוב.

משקל מולקולרי של חלבון, המובע לעיתים קרובות בדלטון (Da) או קילודלטון (kDa), מייצג את הסכום של המשקלים האישיים של כל חומצות האמינו בחלבון, תוך התחשבות במולקולות המים שאבדו במהלך היווצרות הקשרים הפפטידיים. תכונה בסיסית זו משפיעה על התנהגות החלבון בפתרון, ניידות אלקטרופורזה, תכונות גבישיות ורבות אחרות של תכונות פיזיקליות וכימיות החשובות במחקר וביישומים תעשייתיים.

המחשבון הידידותי למשתמש שלנו דורש רק את רצף חומצות האמינו של החלבון שלך כדי לייצר הערכות מדויקות של משקל מולקולרי, מה שהופך אותו לנגיש גם עבור חוקרים מנוסים וגם עבור סטודנטים חדשים במדע החלבונים.

כיצד מחושב משקל מולקולרי של חלבון

הנוסחה הבסיסית

משקל המולקולה של חלבון מחושב באמצעות הנוסחה הבאה:

$MW_{protein} = \sum_{i=1}^{n} MW_{amino acid_i} - (n-1) \times MW_{water} + MW_{water}$

איפה:

• $MW_{protein}$ הוא משקל המולקולה של כל החלבון בדלטון (Da)
• $\sum_{i=1}^{n} MW_{amino acid_i}$ הוא הסכום של משקלי המולקולות של כל חומצות האמינו الفردיות
• $n$ הוא מספר חומצות האמינו ברצף
• $MW_{water}$ הוא משקל המולקולה של מים (18.01528 Da)
• $(n-1)$ מייצג את מספר הקשרים הפפטידיים שנוצרו
• המונח הסופי $+ MW_{water}$ מתחשב בקבוצות הקצה (H בקצה ה-N ו-OH בקצה ה-C)

משקלי חומצות האמינו

החישוב משתמש במשקלים המולקולריים הסטנדרטיים של 20 חומצות האמינו הנפוצות:

אובדן מים בהיווצרות קשרים פפטידיים

כאשר חומצות האמינו מצטרפות ליצירת חלבון, הן יוצרות קשרים פפטידיים. במהלך תהליך זה, מולקולת מים (H₂O) משתחררת עבור כל קשר שנוצר. אובדן מים זה חייב להתחשב בחישוב המשקל המולקולרי.

עבור חלבון עם n חומצות אמינו, יש (n-1) קשרים פפטידיים שנוצרים, מה שמוביל לאובדן של (n-1) מולקולות מים. עם זאת, אנו מוסיפים חזרה מולקולת מים אחת כדי להתחשב בקבוצות הקצה (H בקצה ה-N ו-OH בקצה ה-C).

דוגמת חישוב

בואו נחשב את המשקל המולקולרי של טריפפטיד פשוט: Ala-Gly-Ser (AGS)

1. סכום המשקלים של חומצות האמינו الفردיות:

   • אלנין (A): 71.03711 Da
   • גליצין (G): 57.02146 Da
   • סרין (S): 87.03203 Da
   • סך הכל: 215.0906 Da

2. הפחתת אובדן מים מקשרים פפטידיים:

   • מספר הקשרים הפפטידיים = 3-1 = 2
   • משקל מולקולת מים = 18.01528 Da
   • סך אובדן מים = 2 × 18.01528 = 36.03056 Da

3. הוספת מולקולת מים אחת עבור קבוצות הקצה:

   • 18.01528 Da

4. משקל מולקולרי סופי:

   • 215.0906 - 36.03056 + 18.01528 = 197.07532 Da

כיצד להשתמש במחשבון זה

שימוש במחשבון משקל מולקולרי של חלבונים הוא פשוט:

1. הזן את רצף החלבון שלך בתיבת הטקסט באמצעות קודי חומצות האמינו הסטנדרטיים באות אחת (A, R, N, D, C, E, Q, G, H, I, L, K, M, F, P, S, T, W, Y, V).

2. המחשבון יאמת אוטומטית את הקלט שלך כדי להבטיח שהוא מכיל רק קודי חומצות אמינו תקפים.

3. לחץ על כפתור "חשב משקל מולקולרי" או המתן לסיום החישוב האוטומטי.

4. ראה את התוצאות, הכוללות:

   • את המשקל המולקולרי המחושב בדלטון (Da)
   • את אורך הרצף (מספר חומצות האמינו)
   • פירוט של הרכב חומצות האמינו
   • את הנוסחה שבה השתמשו לחישוב

5. תוכל להעתיק את התוצאות ללוח שלך על ידי לחיצה על כפתור "העתק" לשימוש בדו"ח או לניתוח נוסף.

הנחיות קלט

לקבלת תוצאות מדויקות, עקוב אחרי ההנחיות הבאות בעת הזנת רצף החלבון שלך:

• השתמש רק בקודי חומצות האמינו הסטנדרטיים באות אחת (אותיות גדולות או קטנות)
• אל תכלול רווחים, מספרים או תווים מיוחדים
• הסר כל תו שאינו חומצת אמינו (כגון מספרי רצפים)
• עבור רצפים עם חומצות אמינו לא סטנדרטיות, שקול להשתמש בכלים חלופיים התומכים בקודים מורחבים של חומצות אמינו

פירוש התוצאות

המחשבון מספק מספר פרטי מידע:

1. משקל מולקולרי: המשקל המולקולרי המוערך של החלבון שלך בדלטון (Da). עבור חלבונים גדולים יותר, זה עשוי להיות מבוטא בקילודלטון (kDa).

2. אורך הרצף: מספר סך חומצות האמינו ברצף שלך.

3. הרכב חומצות האמינו: פירוט חזותי של תכולת חומצות האמינו של החלבון שלך, המראה גם את הספירה וגם את האחוז של כל חומצת אמינו.

4. שיטת החישוב: הסבר ברור על איך החישוב המולקולרי בוצע, כולל הנוסחה שבה השתמשו.

מקרים לשימוש

מחשבון משקל מולקולרי של חלבונים יש לו יישומים רבים בתחומים שונים של מדעי החיים:

טיהור וניתוח חלבונים

חוקרים משתמשים במידע על משקל מולקולרי כדי:

• להקים עמודות סינון ג'ל מתאימות
• לקבוע ריכוזים מתאימים של ג'ל פוליאקרילמיד עבור SDS-PAGE
• לפרש נתוני ספקטרומטריה מסה
• לאמת תוצאות ביטוי וטיהור חלבונים

ייצור חלבונים רקומביננטיים

חברות ביוטכנולוגיה מסתמכות על חישובי משקל מולקולרי מדויקים כדי:

• לעצב מבנים לביטוי
• להעריך תשואות חלבון
• לפתח אסטרטגיות טיהור
• לאפיין מוצרים סופיים

סינתזת פפטידים

כימאים של פפטידים משתמשים בחישובי משקל מולקולרי כדי:

• לקבוע את כמות החומרים ההתחלתיים הנדרשת
• לחשב תשואות תיאורטיות
• לאמת את הזהות של פפטידים מסונתזים
• לעצב שיטות אנליטיות לבקרת איכות

ביולוגיה מבנית

ביולוגים מבניים צריכים מידע על משקל מולקולרי כדי:

• להקים ניסויים בגבישיות
• לפרש נתוני פיזור X-ray
• לנתח קומפלקסי חלבונים
• לחשב סטוכיומטריה של אינטראקציות חלבון-חלבון

פיתוח תרופות

מפתחים של תרופות משתמשים במשקל מולקולרי של חלבונים כדי:

• לאפיין חלבונים תרפויטיים
• לפתח אסטרטגיות פורמולציה
• לעצב שיטות אנליטיות
• לקבוע מפרטי בקרת איכות

מחקר אקדמי

סטודנטים וחוקרים משתמשים במחשבון עבור:

• ניסויים מעבדתיים
• ניתוח נתונים
• תכנון ניסויים
• מטרות חינוכיות

חלופות

בעוד שמחשבון משקל מולקולרי של חלבונים שלנו מספק הערכות מהירות ומדויקות, ישנן גישות חלופיות לקביעת משקל מולקולרי של חלבונים:

1. שיטות ניסיוניות:

   • ספקטרומטריה מסה (MS): מספקת מדידות מדויקות מאוד של משקל מולקולרי ויכולה לזהות שינויים לאחר תרגום
   • כרומטוגרפיה של סינון גודל (SEC): מעריכה משקל מולקולרי בהתבסס על רדיוס הידרודינמי
   • SDS-PAGE: מספקת משקל מולקולרי משוער בהתבסס על ניידות אלקטרופורטית

2. כלים חישוביים אחרים:

   • ExPASy ProtParam: מציע פרמטרים נוספים של חלבונים מעבר למשקל מולקולרי
   • EMBOSS Pepstats: מספק ניתוח סטטיסטי מפורט של רצפי חלבונים
   • מחשבון חלבונים v3.4: כולל חישובים נוספים כמו נקודת איזואלקטרית ומקדם הכחדה

3. תוכנה מיוחדת:

   • עבור חלבונים עם חומצות אמינו לא סטנדרטיות או שינויים לאחר תרגום
   • עבור הרכבי חלבונים מורכבים או חלבונים מולטימריים
   • עבור חלבונים מסומנים איזוטופית בשימוש במחקר NMR

היסטוריה של קביעת משקל מולקולרי של חלבונים

הקונספט של משקל מולקולרי היה בסיסי לכימיה מאז שג'ון דלטון הציע את התיאוריה האטומית שלו בתחילת המאה ה-19. עם זאת, היישום לחלבונים יש היסטוריה יותר עדכנית:

מדע חלבונים מוקדם (1800-1920)

• בשנת 1838, יונס יעקב ברצליוס טבע את המונח "חלבון" מהמילה היוונית "פרוטיאוס", שמשמעותה "ראשוני" או "חשוב ביותר".
• מדעני חלבונים מוקדמים כמו פרדריק סנגר החלו להבין כי חלבונים מורכבים מחומצות אמינו.
• הקונספט של חלבונים כמקרומולקולות עם משקלים מולקולריים מוגדרים התפתח בהדרגה.

פיתוח טכניקות אנליטיות (1930-1960)

• המצאת הסנטריפוגה האולטרה-מרכזית על ידי תאודור סוודברג בשנות ה-20 של המאה ה-20 אפשרה את המדידות המדויקות הראשונות של משקל מולקולרי של חלבונים.
• פיתוח טכניקות אלקטרופורזה בשנות ה-30 על ידי ארנה טיסליוס סיפק שיטה נוספת להעריך את גודל החלבון.
• בשנת 1958, סטנפורד מור וויליאם ה. שטין סיימו את רצף חומצות האמינו המלא הראשון של ריבונוקלאז, מה שאפשר חישוב מדויק של משקל מולקולרי.

עידן מודרני (1970-נוכחי)

• פיתוח טכניקות ספקטרומטריה מסה שינה את פני קביעת המשקל המולקולרי של חלבונים.
• ג'ון פן וכואיצ'י טנקה קיבלו את פרס נובל בכימיה בשנת 2002 על פיתוח שיטות יינון רכות לניתוח מסות של מקרומולקולות ביולוגיות.
• שיטות חישוביות לחיזוי תכונות חלבונים, כולל משקל מולקולרי, הפכו ליותר מתקדמות ונגישות.
• הופעת הגנומיקה והפרוטומיקה בשנות ה-90 וה-2000 יצרה צורך בכלים לניתוח חלבונים בקנה מידה גבוה, כולל מחשבוני משקל מולקולרי אוטומטיים.

היום, חישוב משקל מולקולרי של חלבונים הוא חלק שגרתי אך חיוני במדע החלבונים, המופעל על ידי כלים כמו המחשבון שלנו שמקנים גישה לחוקרים ברחבי העולם.

דוגמאות קוד

הנה דוגמאות כיצד לחשב משקל מולקולרי של חלבון בשפות תכנות שונות:

1' פונקציית VBA ב-Excel לחישוב משקל מולקולרי של חלבון
2Function ProteinMolecularWeight(sequence As String) As Double
3    ' משקלי חומצות אמינו
4    Dim aaWeights As Object
5    Set aaWeights = CreateObject("Scripting.Dictionary")
6    
7    ' אתחול משקלי חומצות אמינו
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    ' משקל מולקולה של מים
30    Const WATER_WEIGHT As Double = 18.01528
31    
32    ' המרת רצף לאותיות גדולות
33    sequence = UCase(sequence)
34    
35    ' חישוב משקל כולל
36    Dim totalWeight As Double
37    totalWeight = 0
38    
39    ' סכום משקלי חומצות אמינו فردיות
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            ' קוד חומצת אמינו לא תקף
49            ProteinMolecularWeight = -1
50            Exit Function
51        End If
52    Next i
53    
54    ' הפחתת אובדן מים מקשרים פפטידיים והוספת מים לקצה
55    Dim numAminoAcids As Integer
56    numAminoAcids = Len(sequence)
57    
58    ProteinMolecularWeight = totalWeight - (numAminoAcids - 1) * WATER_WEIGHT + WATER_WEIGHT
59End Function
60
61' שימוש ב-Excel:
62' =ProteinMolecularWeight("ACDEFGHIKLMNPQRSTVWY")
63

1def calculate_protein_molecular_weight(sequence):
2    """
3    לחשב את המשקל המולקולרי של חלבון מרצף חומצות האמינו שלו.
4    
5    Args:
6        sequence (str): רצף חלבון באמצעות קודי חומצות אמינו באות אחת
7        
8    Returns:
9        float: משקל מולקולרי בדלטון (Da)
10    """
11    # משקלי חומצות אמינו
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    # משקל מולקולה של מים
36    WATER_WEIGHT = 18.01528
37    
38    # המרת רצף לאותיות גדולות
39    sequence = sequence.upper()
40    
41    # אימות רצף
42    for aa in sequence:
43        if aa not in aa_weights:
44            raise ValueError(f"קוד חומצת אמינו לא תקף: {aa}")
45    
46    # סכום משקלי חומצות אמינו فردיות
47    total_weight = sum(aa_weights[aa] for aa in sequence)
48    
49    # הפחתת אובדן מים מקשרים פפטידיים והוספת מים לקצה
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# דוגמת שימוש:
56sequence = "MVKMDVYKGSSIGDSMSRSM"
57mw = calculate_protein_molecular_weight(sequence)
58print(f"משקל מולקולרי: {mw:.2f} Da")
59

1function calculateProteinMolecularWeight(sequence) {
2  // משקלי חומצות אמינו
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  // משקל מולקולה של מים
27  const WATER_WEIGHT = 18.01528;
28  
29  // המרת רצף לאותיות גדולות
30  sequence = sequence.toUpperCase();
31  
32  // אימות רצף
33  for (let i = 0; i < sequence.length; i++) {
34    const aa = sequence[i];
35    if (!aaWeights[aa]) {
36      throw new Error(`קוד חומצת אמינו לא תקף: ${aa}`);
37    }
38  }
39  
40  // סכום משקלי חומצות אמינו فردיות
41  let totalWeight = 0;
42  for (let i = 0; i < sequence.length; i++) {
43    totalWeight += aaWeights[sequence[i]];
44  }
45  
46  // הפחתת אובדן מים מקשרים פפטידיים והוספת מים לקצה
47  const numAminoAcids = sequence.length;
48  const molecularWeight = totalWeight - (numAminoAcids - 1) * WATER_WEIGHT + WATER_WEIGHT;
49  
50  return molecularWeight;
51}
52
53// דוגמת שימוש:
54const sequence = "ACDEFGHIKLMNPQRSTVWY";
55try {
56  const mw = calculateProteinMolecularWeight(sequence);
57  console.log(`משקל מולקולרי: ${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        // אתחול משקלי חומצות אמינו
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        // המרת רצף לאותיות גדולות
34        sequence = sequence.toUpperCase();
35        
36        // אימות רצף
37        for (int i = 0; i < sequence.length(); i++) {
38            char aa = sequence.charAt(i);
39            if (!aminoAcidWeights.containsKey(aa)) {
40                throw new IllegalArgumentException("קוד חומצת אמינו לא תקף: " + aa);
41            }
42        }
43        
44        // סכום משקלי חומצות אמינו فردיות
45        double totalWeight = 0;
46        for (int i = 0; i < sequence.length(); i++) {
47            totalWeight += aminoAcidWeights.get(sequence.charAt(i));
48        }
49        
50        // הפחתת אובדן מים מקשרים פפטידיים והוספת מים לקצה
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("משקל מולקולרי: %.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    // משקלי חומצות אמינו
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    // משקל מולקולה של מים
33    const double WATER_WEIGHT = 18.01528;
34    
35    // המרת רצף לאותיות גדולות
36    std::string upperSequence = sequence;
37    std::transform(upperSequence.begin(), upperSequence.end(), upperSequence.begin(), ::toupper);
38    
39    // אימות רצף
40    for (char aa : upperSequence) {
41        if (aaWeights.find(aa) == aaWeights.end()) {
42            throw std::invalid_argument(std::string("קוד חומצת אמינו לא תקף: ") + aa);
43        }
44    }
45    
46    // סכום משקלי חומצות אמינו فردיות
47    double totalWeight = 0.0;
48    for (char aa : upperSequence) {
49        totalWeight += aaWeights[aa];
50    }
51    
52    // הפחתת אובדן מים מקשרים פפטידיים והוספת מים לקצה
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 << "משקל מולקולרי: " << std::fixed << std::setprecision(2) << mw << " Da" << std::endl;
64    } catch (const std::exception& e) {
65        std::cerr << "שגיאה: " << e.what() << std::endl;
66    }
67    
68    return 0;
69}
70

שאלות נפוצות

מהו משקל מולקולרי של חלבון?

משקל מולקולרי של חלבון, הנקרא גם מסה מולקולרית, הוא המסה הכוללת של מולקולת חלבון המובעת בדלטון (Da) או קילודלטון (kDa). הוא מייצג את הסכום של המסות של כל האטומים בחלבון, תוך התחשבות באובדן מולקולות מים במהלך היווצרות הקשרים הפפטידיים. תכונה בסיסית זו חיונית לאפיון חלבונים, טיהור וניתוח.

עד כמה מדויק המחשבון הזה למשקל מולקולרי של חלבונים?

מחשבון זה מספק את המשקל המולקולרי התיאורטי בהתבסס על רצף חומצות האמינו עם דיוק גבוה. הוא משתמש במשקלים המולקולריים הסטנדרטיים של חומצות האמינו ומתחשב באובדן מים במהלך היווצרות הקשרים הפפטידיים. עם זאת, הוא אינו מתחשב בשינויים לאחר תרגום, חומצות אמינו לא סטנדרטיות או וריאציות איזוטופיות שעשויות להיות נוכחות בחלבונים אמיתיים.

אילו יחידות משמשות למשקל מולקולרי של חלבונים?

משקלים מולקולריים של חלבונים מבוטאים בדרך כלל בדלטון (Da) או קילודלטון (kDa), כאשר 1 kDa שווה ל-1,000 Da. הדלטון הוא בערך שווה למסה של אטום מימן (1.66 × 10^-24 גרם). לדוגמה, פפטידים קטנים עשויים להיות כמה מאות Da, בעוד שחלבונים גדולים יכולים להיות מאות kDa.

מדוע החישוב שלי שונה מהערכים הניסיוניים?

מספר גורמים יכולים לגרום לאי-התאמה בין משקל מולקולרי מחושב לבין משקל מולקולי ניסיוני:

1. שינויים לאחר תרגום (פוספורילציה, גליקוזילציה וכו')
2. היווצרות קשרים דיסולפידיים
3. עיבוד פרוטוליטי
4. חומצות אמינו לא סטנדרטיות
5. טעויות במדידה ניסיונית
6. וריאציות איזוטופיות

למדידות מדויקות של משקל מולקולרי של חלבונים מורכבים, מומלץ להשתמש בספקטרומטריה מסה.

האם המחשבון הזה יכול להתמודד עם חלבונים עם קשרים דיסולפידיים?

כן, אך המחשבון הזה אינו מתחשב אוטומטית בקשרים דיסולפידיים. כל היווצרות קשר דיסולפידי מביאה לאובדן של שני אטומי מימן (2.01588 Da). כדי להתחשב בקשרים דיסולפידיים, הפחת 2.01588 Da מהמשקל המולקולרי המחושב עבור כל קשר דיסולפידי בחלבון שלך.

כיצד משקל מולקולרי של חלבון קשור לגודל חלבון?

בעוד שמשקל מולקולרי מתוארת עם גודל חלבון, הקשר אינו תמיד פשוט. גורמים המשפיעים על הגודל הפיזי של חלבון כוללים:

• הרכב חומצות האמינו
• מבנה שניוני ותלת-ממדי
• שכבת הידרציה
• שינויים לאחר תרגום
• תנאים סביבתיים (pH, ריכוז מלח)

להערכה גסה, חלבון גלובולרי במשקל 10 kDa יש קוטר של בערך 2-3 ננומטר.

הפניות

1. גסטייגר, א., הוגלנד, צ., גטיקר, א., דווד, ס., וילקינס, מ.ר., אפל, ר.ד., ביירוך, א. (2005) כלים לזיהוי וניתוח חלבונים בשרת ExPASy. ב: ווקר, ג'.מ. (עורכים) מדריך פרוטומיקה. הומנה פרס.

2. נלסון, ד. ל., & קוקס, מ. מ. (2017). עקרונות ביוכימיה של להנינגר (מהדורה 7). ו.ה. פרימן וחברה.

3. סטין, ה., & מאן, מ. (2004). ה-ABC (ו-X, Y, Z) של רצפי פפטידים. סקירה של ביולוגיה מולקולרית ותאית, 5(9), 699-711.

4. וויט, ד. ו., וויט, ג'. ג., & פראט, צ'. ו. (2016). יסודות ביוכימיה: חיים ברמה המולקולרית (מהדורה 5). ויילי.

5. קרייטון, ט. א. (2010). הכימיה ביופיזיקלית של חומצות גרעין וחלבונים. הוצאת הלבטיאן.

6. יוניפרוט קונסורציום. (2021). יוניפרוט: בסיס הידע האוניברסלי של חלבונים בשנת 2021. מחקר חומצות גרעין, 49(D1), D480-D489.

7. ארטימו, פ., ג'ונלגדדה, מ., ארנולד, ק., ברטין, ד., צ'סארדי, ג., דה קסטרו, א., דווד, ס., פלטייר, א., גסטייגר, א., גרוסדידיה, א., הרננדז, ס., איונידיס, ו., קוזנצב, ד., ליכטי, ר., מורטי, ס., מוסטגואר, ק., רדש, נ., רוסייה, ג., & סטוקינגר, ה. (2012). ExPASy: פורטל משאבי ביואינפורמטיקה SIB. מחקר חומצות גרעין, 40(W1), W597-W603.

8. קינטר, מ., & שרמן, נ. א. (2005). רצף חלבונים וזיהוי באמצעות ספקטרומטריה מסה. ויילי-אינטרסיינס.

נסו את מחשבון משקל מולקולרי של חלבונים שלנו היום כדי לקבוע במהירות ובדיוק את המשקל המולקולרי של רצפי החלבון שלכם. בין אם אתם מתכננים ניסויים, מנתחים תוצאות או לומדים על ביוכימיה של חלבונים, כלי זה מספק את המידע שאתם צריכים בשניות.