Kalkulačka molekulovej hmotnosti proteínov

Úvod

Kalkulačka molekulovej hmotnosti proteínov je nevyhnutným nástrojom pre biochemikov, molekulárnych biológov a vedcov zaoberajúcich sa proteínmi, ktorí potrebujú určiť hmotnosť proteínov na základe ich aminokyselinových sekvencií. Proteíny sú zložené z komplexných makromolekúl, ktoré sa skladajú z reťazcov aminokyselín, a poznanie ich molekulovej hmotnosti je kľúčové pre rôzne laboratórne techniky, experimentálny dizajn a analýzu údajov. Táto kalkulačka poskytuje rýchly a presný spôsob, ako odhadnúť molekulovú hmotnosť akéhokoľvek proteínu pomocou jeho aminokyselinovej sekvencie, čím šetrí vedcom cenný čas a znižuje potenciálne chyby v výpočtoch.

Molekulová hmotnosť proteínu, často vyjadrená v Daltonoch (Da) alebo kilodaltonoch (kDa), predstavuje súčet individuálnych hmotností všetkých aminokyselín v proteíne, pričom sa zohľadňujú molekuly vody stratené počas tvorby peptidových väzieb. Táto základná vlastnosť ovplyvňuje správanie proteínu v roztoku, mobilitu pri elektroforéze, vlastnosti kryštalizácie a mnoho ďalších fyzikálnych a chemických charakteristík, ktoré sú dôležité v výskume a priemyselných aplikáciách.

Naša používateľsky prívetivá kalkulačka vyžaduje iba sekvenciu proteínu v jednopísmenových kódoch aminokyselín na generovanie presných odhadov molekulovej hmotnosti, čo ju robí prístupnou pre skúsených výskumníkov aj pre študentov, ktorí sú noví v oblasti proteínovej vedy.

Ako sa vypočítava molekulová hmotnosť proteínu

Základný vzorec

Molekulová hmotnosť proteínu sa vypočíta pomocou nasledujúceho vzorca:

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

Kde:

• $MW_{proteínu}$ je molekulová hmotnosť celého proteínu v Daltonoch (Da)
• $\sum_{i=1}^{n} MW_{aminokyselina_i}$ je súčet molekulových hmotností všetkých jednotlivých aminokyselín
• $n$ je počet aminokyselín v sekvencii
• $MW_{voda}$ je molekulová hmotnosť vody (18.01528 Da)
• $(n-1)$ predstavuje počet vytvorených peptidových väzieb
• Posledný $+ MW_{voda}$ termín zohľadňuje terminálne skupiny (H a OH)

Molekulové hmotnosti aminokyselín

Výpočet používa štandardné molekulové hmotnosti 20 bežných aminokyselín:

Strata vody pri tvorbe peptidových väzieb

Keď sa aminokyseliny spájajú a vytvárajú proteín, vytvárajú peptidové väzby. Počas tohto procesu sa uvoľňuje molekula vody (H₂O) pre každú vytvorenú väzbu. Táto strata vody musí byť zohľadnená vo výpočte molekulovej hmotnosti.

Pre proteín s n aminokyselinami sa vytvorí (n-1) peptidových väzieb, čo vedie k strate (n-1) molekúl vody. Avšak, pridávame späť jednu molekulu vody, aby sme zohľadnili terminálne skupiny (H na N-terminuse a OH na C-terminuse).

Príklad výpočtu

Vypočítajme molekulovú hmotnosť jednoduchého tripeptidu: Ala-Gly-Ser (AGS)

1. Súčet hmotností jednotlivých aminokyselín:

   • Alanín (A): 71.03711 Da
   • Glycín (G): 57.02146 Da
   • Serín (S): 87.03203 Da
   • Celkom: 215.0906 Da

2. Odčítame stratu vody z peptidových väzieb:

   • Počet peptidových väzieb = 3-1 = 2
   • Molekulová hmotnosť vody = 18.01528 Da
   • Celková strata vody = 2 × 18.01528 = 36.03056 Da

3. Pridáme späť jednu molekulu vody pre terminálne skupiny:

   • 18.01528 Da

4. Konečná molekulová hmotnosť:

   • 215.0906 - 36.03056 + 18.01528 = 197.07532 Da

Ako používať túto kalkulačku

Používanie kalkulačky molekulovej hmotnosti proteínov je jednoduché:

1. Zadajte sekvenciu svojho proteínu do textového poľa pomocou štandardných jednopísmenových kódov aminokyselín (A, R, N, D, C, E, Q, G, H, I, L, K, M, F, P, S, T, W, Y, V).

2. Kalkulačka automaticky overí váš vstup, aby sa zabezpečilo, že obsahuje iba platné kódy aminokyselín.

3. Kliknite na tlačidlo „Vypočítať molekulovú hmotnosť“ alebo počkajte, kým sa automatické vypočítanie dokončí.

4. Zobrazte výsledky, ktoré obsahujú:

   • Vypočítanú molekulovú hmotnosť v Daltonoch (Da)
   • Dĺžku sekvencie (počet aminokyselín)
   • Rozpis zloženia aminokyselín
   • Použitý vzorec na výpočet

5. Môžete skopírovať výsledky do schránky kliknutím na tlačidlo „Kopírovať“ na použitie v správach alebo ďalšej analýze.

Pokyny na vstup

Pre presné výsledky dodržiavajte tieto pokyny pri zadávaní sekvencie proteínu:

• Používajte iba štandardné jednopísmenové kódy aminokyselín (veľké alebo malé písmená)
• Nezahŕňajte medzery, čísla ani špeciálne znaky
• Odstráňte akékoľvek znaky, ktoré nie sú aminokyselinami (napríklad číslovanie sekvencie)
• Pre sekvencie s neštandardnými aminokyselinami zvážte použitie alternatívnych nástrojov, ktoré podporujú rozšírené kódy aminokyselín

Interpretácia výsledkov

Kalkulačka poskytuje niekoľko informácií:

1. Molekulová hmotnosť: Odhadovaná molekulová hmotnosť vášho proteínu v Daltonoch (Da). Pre väčšie proteíny môže byť vyjadrená v kilodaltonoch (kDa).

2. Dĺžka sekvencie: Celkový počet aminokyselín vo vašej sekvencii.

3. Zloženie aminokyselín: Vizualizovaný rozpis obsahu aminokyselín vášho proteínu, ktorý zobrazuje počet a percento každej aminokyseliny.

4. Metóda výpočtu: Jasné vysvetlenie, ako bola molekulová hmotnosť vypočítaná, vrátane použitých vzorcov.

Prípadové použitia

Kalkulačka molekulovej hmotnosti proteínov má množstvo aplikácií v rôznych oblastiach životných vied:

Purifikácia a analýza proteínov

Vedci používajú informácie o molekulovej hmotnosti na:

• Nastavenie vhodných gelových filtračných stĺpcov
• Určenie vhodných koncentrácií polyakrylamidového gélu pre SDS-PAGE
• Interpretáciu údajov z hmotnostnej spektrometrie
• Overenie výsledkov expresie a purifikácie proteínov

Produkcia rekombinantných proteínov

Biotechnologické spoločnosti sa spoliehajú na presné výpočty molekulovej hmotnosti na:

• Návrh expresných konštruktov
• Odhad výťažkov proteínov
• Vývoj stratégií purifikácie
• Charakterizáciu konečných produktov

Syntéza peptidov

Peptidoví chemici používajú výpočty molekulovej hmotnosti na:

• Určenie množstva potrebných vstupných materiálov
• Výpočet teoretických výťažkov
• Overenie identity syntetizovaných peptidov
• Návrh analytických metód na kontrolu kvality

Štrukturálna biológia

Štrukturálni biológovia potrebujú informácie o molekulovej hmotnosti na:

• Nastavenie kryštalizačných pokusov
• Interpretáciu údajov z röntgenovej difrakcie
• Analýzu proteínových komplexov
• Výpočet stechiometrie interakcií proteín-proteín

Vývoj farmaceutík

Vývojári liekov používajú molekulovú hmotnosť proteínu na:

• Charakterizáciu terapeutických proteínov
• Vývoj stratégií formulácie
• Návrh analytických metód
• Stanovenie špecifikácií kontroly kvality

Akademický výskum

Študenti a výskumníci používajú kalkulačku na:

• Laboratórne experimenty
• Analýzu údajov
• Experimentálny dizajn
• Vzdelávacie účely

Alternatívy

Hoci naša kalkulačka molekulovej hmotnosti proteínov poskytuje rýchle a presné odhady, existujú alternatívne prístupy na určenie molekulovej hmotnosti proteínov:

1. Experimentálne metódy:

   • Hmotnostná spektrometria (MS): Poskytuje vysoko presné merania molekulovej hmotnosti a môže detekovať post-translačné modifikácie
   • Chromatografia na základe veľkosti (SEC): Odhaduje molekulovú hmotnosť na základe hydrodynamického polomeru
   • SDS-PAGE: Poskytuje približnú molekulovú hmotnosť na základe elektroforetickej mobility

2. Iné výpočtové nástroje:

   • ExPASy ProtParam: Ponúka ďalšie parametre proteínov okrem molekulovej hmotnosti
   • EMBOSS Pepstats: Poskytuje podrobnú štatistickú analýzu sekvencií proteínov
   • Kalkulačka proteínov v3.4: Zahrňuje ďalšie výpočty ako izoelektrický bod a extinkčný koeficient

3. Špecializovaný softvér:

   • Pre proteíny s neštandardnými aminokyselinami alebo post-translačnými modifikáciami
   • Pre zložené proteínové zostavy alebo multimerické proteíny
   • Pre izotopicky označené proteíny používané v NMR štúdiách

História určenia molekulovej hmotnosti proteínov

Koncept molekulovej hmotnosti bol základným pre chémiu od chvíle, keď John Dalton navrhol svoju atómovú teóriu na začiatku 19. storočia. Avšak aplikácia na proteíny má novšiu históriu:

Raná veda o proteínoch (1800-1920)

• V roku 1838 Jöns Jacob Berzelius vytvoril termín "proteín" z gréckeho slova "proteios", čo znamená "prvotný" alebo "najdôležitejší".
• Ranní vedci o proteínoch ako Frederick Sanger začali chápať, že proteíny sú zložené z aminokyselín.
• Koncept proteínov ako makromolekúl s definovanými molekulovými hmotnosťami sa pomaly objavoval.

Vývoj analytických techník (1930-1960)

• Vynález ultracentrifugácie Theodorom Svedbergom v 20. rokoch 20. storočia umožnil prvé presné merania molekulových hmotností proteínov.
• Vývoj elektroforetických techník v 30. rokoch 20. storočia Arne Tiseliom poskytol ďalšiu metódu na odhadovanie veľkosti proteínov.
• V roku 1958 Stanford Moore a William H. Stein dokončili prvú úplnú aminokyselinovú sekvenciu ribonukleázy, čo umožnilo presný výpočet molekulovej hmotnosti.

Moderná éra (1970-súčasnosť)

• Vývoj techník hmotnostnej spektrometrie revolucionalizoval určenie molekulovej hmotnosti proteínov.
• John Fenn a Koichi Tanaka získali Nobelovu cenu za chémiu v roku 2002 za svoj vývoj metód mäkkého desorpčného ionizovania pre hmotnostné spektrometrické analýzy biologických makromolekúl.
• Výpočtové metódy na predpovedanie vlastností proteínov, vrátane molekulovej hmotnosti, sa stali čoraz sofistikovanejšími a prístupnejšími.
• Príchod genómiky a proteomiky v 90. a 2000. rokoch vytvoril potrebu nástrojov na analýzu proteínov s vysokou priepustnosťou, vrátane automatizovaných kalkulačiek molekulovej hmotnosti.

Dnes je výpočet molekulovej hmotnosti proteínov rutinnou, ale nevyhnutnou súčasťou vedy o proteínoch, facilitovanou nástrojmi, ako je naša kalkulačka, ktoré robia tieto výpočty prístupnými pre výskumníkov po celom svete.

Príklady kódu

Tu sú príklady, ako vypočítať molekulovú hmotnosť proteínu v rôznych programovacích jazykoch:

1' Excel VBA Funkcia na výpočet molekulovej hmotnosti proteínu
2Function ProteinMolecularWeight(sequence As String) As Double
3    ' Hmotnosti aminokyselín
4    Dim aaWeights As Object
5    Set aaWeights = CreateObject("Scripting.Dictionary")
6    
7    ' Inicializácia hmotností aminokyselín
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 hmotnosť vody
30    Const WATER_WEIGHT As Double = 18.01528
31    
32    ' Prevod sekvencie na veľké písmená
33    sequence = UCase(sequence)
34    
35    ' Vypočítanie celkovej hmotnosti
36    Dim totalWeight As Double
37    totalWeight = 0
38    
39    ' Súčet hmotností jednotlivých aminokyselín
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    ' Odčítanie straty vody z peptidových väzieb a pridanie terminálnej vody
55    Dim numAminoAcids As Integer
56    numAminoAcids = Len(sequence)
57    
58    ProteinMolecularWeight = totalWeight - (numAminoAcids - 1) * WATER_WEIGHT + WATER_WEIGHT
59End Function
60
61' Použitie v Exceli:
62' =ProteinMolecularWeight("ACDEFGHIKLMNPQRSTVWY")
63

1def calculate_protein_molecular_weight(sequence):
2    """
3    Vypočítajte molekulovú hmotnosť proteínu z jeho aminokyselinovej sekvencie.
4    
5    Args:
6        sequence (str): Sekvencia proteínu pomocou jednopísmenových kódov aminokyselín
7        
8    Returns:
9        float: Molekulová hmotnosť v Daltonoch (Da)
10    """
11    # Hmotnosti aminokyselín
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 hmotnosť vody
36    WATER_WEIGHT = 18.01528
37    
38    # Prevod sekvencie na veľké písmená
39    sequence = sequence.upper()
40    
41    # Overenie sekvencie
42    for aa in sequence:
43        if aa not in aa_weights:
44            raise ValueError(f"Neplatný kód aminokyseliny: {aa}")
45    
46    # Súčet hmotností jednotlivých aminokyselín
47    total_weight = sum(aa_weights[aa] for aa in sequence)
48    
49    # Odčítanie straty vody z peptidových väzieb a pridanie terminálnej vody
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# Príklad použitia:
56sequence = "MVKMDVYKGSSIGDSMSRSM"
57mw = calculate_protein_molecular_weight(sequence)
58print(f"Molekulová hmotnosť: {mw:.2f} Da")
59

1function calculateProteinMolecularWeight(sequence) {
2  // Hmotnosti aminokyselín
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 hmotnosť vody
27  const WATER_WEIGHT = 18.01528;
28  
29  // Prevod sekvencie na veľké písmená
30  sequence = sequence.toUpperCase();
31  
32  // Overenie sekvencie
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  // Súčet hmotností jednotlivých aminokyselín
41  let totalWeight = 0;
42  for (let i = 0; i < sequence.length; i++) {
43    totalWeight += aaWeights[sequence[i]];
44  }
45  
46  // Odčítanie straty vody z peptidových väzieb a pridanie terminálnej vody
47  const numAminoAcids = sequence.length;
48  const molecularWeight = totalWeight - (numAminoAcids - 1) * WATER_WEIGHT + WATER_WEIGHT;
49  
50  return molecularWeight;
51}
52
53// Príklad použitia:
54const sequence = "ACDEFGHIKLMNPQRSTVWY";
55try {
56  const mw = calculateProteinMolecularWeight(sequence);
57  console.log(`Molekulová hmotnosť: ${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        // Inicializácia hmotností aminokyselín
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        // Prevod sekvencie na veľké písmená
34        sequence = sequence.toUpperCase();
35        
36        // Overenie sekvencie
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        // Súčet hmotností jednotlivých aminokyselín
45        double totalWeight = 0;
46        for (int i = 0; i < sequence.length(); i++) {
47            totalWeight += aminoAcidWeights.get(sequence.charAt(i));
48        }
49        
50        // Odčítanie straty vody z peptidových väzieb a pridanie terminálnej vody
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 hmotnosť: %.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 aminokyselín
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 hmotnosť vody
33    const double WATER_WEIGHT = 18.01528;
34    
35    // Prevod sekvencie na veľké písmená
36    std::string upperSequence = sequence;
37    std::transform(upperSequence.begin(), upperSequence.end(), upperSequence.begin(), ::toupper);
38    
39    // Overenie sekvencie
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    // Súčet hmotností jednotlivých aminokyselín
47    double totalWeight = 0.0;
48    for (char aa : upperSequence) {
49        totalWeight += aaWeights[aa];
50    }
51    
52    // Odčítanie straty vody z peptidových väzieb a pridanie terminálnej vody
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 hmotnosť: " << 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

Čo je molekulová hmotnosť proteínu?

Molekulová hmotnosť proteínu, tiež nazývaná molekulová hmotnosť, je celková hmotnosť proteínovej molekuly vyjadrená v Daltonoch (Da) alebo kilodaltonoch (kDa). Predstavuje súčet hmotností všetkých atómov v proteíne, pričom sa zohľadňuje strata molekúl vody počas tvorby peptidových väzieb. Táto základná vlastnosť je kľúčová pre charakterizáciu, purifikáciu a analýzu proteínov.

Aká presná je táto kalkulačka molekulovej hmotnosti proteínov?

Táto kalkulačka poskytuje teoretickú molekulovú hmotnosť na základe aminokyselinovej sekvencie s vysokou presnosťou. Používa štandardné monoisotopické hmotnosti aminokyselín a zohľadňuje stratu vody počas tvorby peptidových väzieb. Avšak nezohľadňuje post-translačné modifikácie, neštandardné aminokyseliny alebo izotopové variácie, ktoré môžu byť prítomné v skutočných proteínoch.

Aké jednotky sa používajú pre molekulovú hmotnosť proteínu?

Molekulové hmotnosti proteínov sa zvyčajne vyjadrujú v Daltonoch (Da) alebo kilodaltonoch (kDa), kde 1 kDa sa rovná 1 000 Da. Dalton je približne rovný hmotnosti atómu vodíka (1.66 × 10^-24 gramov). Pre referenciu, malé peptidy môžu mať niekoľko stoviek Da, zatiaľ čo veľké proteíny môžu mať stovky kDa.

Prečo sa moja vypočítaná molekulová hmotnosť líši od experimentálnych hodnôt?

Niekoľko faktorov môže spôsobiť rozdiely medzi vypočítanými a experimentálnymi molekulovými hmotnosťami:

1. Post-translačné modifikácie (fosforylácia, glykozylácia atď.)
2. Tvorba disulfidových väzieb
3. Proteolytické spracovanie
4. Neštandardné aminokyseliny
5. Experimentálne chyby merania
6. Izotopové variácie

Pre presné určenie molekulovej hmotnosti modifikovaných proteínov sa odporúča hmotnostná spektrometria.

Môžem vypočítať molekulovú hmotnosť proteínu s disulfidovými väzbami?

Áno, ale táto kalkulačka automaticky neberie do úvahy disulfidové väzby. Každá tvorba disulfidovej väzby vedie k strate dvoch atómov vodíka (2.01588 Da). Aby ste zohľadnili disulfidové väzby, odpočítajte 2.01588 Da od vypočítanej molekulovej hmotnosti za každú disulfidovú väzbu vo vašom proteíne.

Ako súvisí molekulová hmotnosť proteínu s jeho veľkosťou?

Hoci molekulová hmotnosť koreluje s veľkosťou proteínu, vzťah nie je vždy priamy. Faktory ovplyvňujúce fyzickú veľkosť proteínu zahŕňajú:

• Zloženie aminokyselín
• Sekundárna a terciárna štruktúra
• Hydratačný obal
• Post-translačné modifikácie
• Podmienky prostredia (pH, koncentrácia soli)

Pre približný odhad má globulárny proteín s 10 kDa priemer približne 2-3 nm.

Zdroje

1. Gasteiger E., Hoogland C., Gattiker A., Duvaud S., Wilkins M.R., Appel R.D., Bairoch A. (2005) Nástroje na identifikáciu a analýzu proteínov na serveri ExPASy. In: Walker J.M. (eds) Príručka protokolov proteomiky. Humana Press.

2. Nelson, D. L., & Cox, M. M. (2017). Lehningerove princípy biochemie (7. vydanie). W.H. Freeman and Company.

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

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

5. Creighton, T. E. (2010). Biophysical Chemistry of Nucleic Acids & Proteins. Helvetian Press.

6. UniProt Consortium. (2021). UniProt: univerzálna databáza znalostí o proteínoch v roku 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 zdrojov SIB. Nucleic Acids Research, 40(W1), W597-W603.

8. Kinter, M., & Sherman, N. E. (2005). Sekvenovanie a identifikácia proteínov pomocou tandemovej hmotnostnej spektrometrie. Wiley-Interscience.

Vyskúšajte našu kalkulačku molekulovej hmotnosti proteínov ešte dnes, aby ste rýchlo a presne určili molekulovú hmotnosť svojich proteínových sekvencií. Či už plánujete experimenty, analyzujete výsledky alebo sa učíte o biochemii proteínov, tento nástroj poskytuje informácie, ktoré potrebujete za sekundy.