Kalkulator molekulske mase proteinov | Brezplačno orodje za MW

Kalkulator molekulske mase beljakovin

Kalkulator relativne molekulske mase beljakovin določi maso beljakovine iz njenega aminokislinskega zaporedja. Rezultat je podan v daltonih (Da), standardni enoti za molekulsko maso. En dalton je približno enak masi posameznega atoma vodika.

Molekulska masa je pomembna pri vsakodnevnem laboratorijskem delu. Raziskovalcu pomaga izbrati odstotek gela za SDS-PAGE, izbrati kolono za gelsko filtracijo in preveriti, ali se rezultat masne spektrometrije ujema s pričakovano beljakovino. Vrednost, ki jo poda kalkulator, je teoretična masa, določena samo na podlagi zaporedja. Dejanske beljakovine so lahko težje zaradi kemičnih dodatkov, nastalih po izgradnji beljakovine, imenovanih potranslacijske modifikacije. Te segajo od nekaj daltonov za eno fosfatno skupino do več deset tisoč daltonov za velike sladkorne verige.

Kako izračunati molekulsko maso beljakovine

Formula

$MW_{protein} = \sum_{i=1}^{n} MW_{residue_i} + MW_{water}$

Vsaka aminokislina v verigi prispeva svojo maso aminokislinskega ostanka, ne mase proste aminokisline. Ko se dve aminokislini povežeta s peptidno vezjo, se pri reakciji sprosti ena molekula vode. Mase ostankov že upoštevajo odvzem te vode, zato vsota zaporedja samodejno upošteva vse notranje peptidne vezi.

Po seštevanju ostankov se doda nazaj ena molekula vode (18,010565 Da). To upošteva oba prosta konca verige: atom vodika na začetku (N-konec) in hidroksilno skupino na koncu (C-konec).

Pogosta napaka je, da se voda odšteje za vsako peptidno vez, nato pa se ločeno doda še ena molekula vode. S tem se izguba vode upošteva dvakrat, saj spodaj navedene mase ostankov že izključujejo to vodo. Edini vodni člen v izračunu je ena molekula, dodana na koncu.

Mase aminokislinskih ostankov

To so monoisotopske mase aminokislinskih ostankov v daltonih za 20 standardnih aminokislin:

Rešen primer

Vzemimo kratko verigo alanin-glicin-serin, zapisano kot AGS.

1. Seštejte mase ostankov: 71,03711 + 57,02146 + 87,03203 = 215,0906 Da.
2. Dodajte eno molekulo vode za oba konca verige: 215,0906 + 18,010565 = 233,101165 Da.
3. Zaokroženo na dve decimalni mesti je relativna molekulska masa AGS 233,10 Da.

Za obe peptidni vezi v tem tripeptidu se ne odšteje dodatna voda. Ta izguba je že vključena v treh masah ostankov, uporabljenih v koraku 1.

Kako uporabljati kalkulator molekulske mase beljakovin

1. Vnesite zaporedje s standardnimi enočrkovnimi kodami aminokislin, na primer MVKMDVYKGSSIGDSMSRSM. Delujejo velike in male črke.
2. Kalkulator med vnašanjem preverja zaporedje in označi vsak znak, ki ni ena od 20 standardnih kod.
3. Prikaže molekulsko maso v daltonih, dolžino zaporedja in razčlenitev sestave aminokislin.
4. Rezultate je mogoče z enim klikom kopirati v laboratorijske zvezke ali poročila.

Preden prilepite zaporedje iz podatkovne zbirke, kot je UniProt, odstranite vrstico glave FASTA (vrstico, ki se začne z >) in morebitne številke položajev iz programa za poravnavo zaporedij. Črke X, B, Z in J niso standardne kode aminokislin in bodo zavrnjene; pred izračunom jih nadomestite z določeno aminokislino.

Zakaj je molekulska masa beljakovin pomembna

• Gelska elektroforeza (SDS-PAGE): majhne beljakovine pod 20 kDa potrebujejo gel z večjim odstotkom za dobro ločevanje; velike beljakovine nad 100 kDa potrebujejo manjši odstotek.
• Gelska filtracija: razpon molekulske mase beljakovine določa, katera kolonska smola jo bo ustrezno ločila.
• Masna spektrometrija: izračunana masa se primerja z izmerjeno maso za potrditev identitete ali odkrivanje nepričakovanih sprememb.
• Sinteza peptidov: molekulska masa določa natančno količino začetnega materiala, potrebnega za vsak korak spajanja.
• Izračuni pufrov in odmerkov: za pretvarjanje med molarnostjo in masno koncentracijo potrebujemo molekulsko maso.

Omejitve kalkulatorja

Kalkulator poda teoretično maso, določeno samo na podlagi zaporedja. Ne vključuje:

• Potranslacijskih modifikacij, kot so sladkorne verige, dodane pri glikozilaciji, ali fosfatne skupine, dodane pri fosforilaciji. Te je treba dodati ročno ali izmeriti z masno spektrometrijo.
• Disulfidnih vezi. Vsaka vez med dvema ostankoma cisteina odstrani dva atoma vodika, približno 2,02 Da na vez. Kalkulator predpostavlja, da vsi cisteini niso povezani.
• Nestandardnih aminokislin, kot sta selenocistein ali pirolizin, in kemično modificiranih ostankov, kot je hidroksiprolin.
• Kofaktorjev, kot so hemske skupine ali kovinski ioni, vezani na beljakovino.

Pogosta vprašanja

Kaj je molekulska masa beljakovine? To je skupna masa beljakovine, običajno podana v daltonih (Da) ali kilodaltonih (kDa), pri čemer je 1 kDa enako 1.000 Da. Enaka je vsoti mas aminokislinskih ostankov v zaporedju in ene molekule vode za oba konca verige.

Zakaj formula doda vodo, namesto da bi jo odštela? Pri tvorbi peptidne vezi se sprosti molekula vode, uporabljene mase ostankov pa to vodo že izključujejo. Ena molekula vode se na koncu doda nazaj samo zato, da se upoštevata prosta vodikova in hidroksilna skupina na obeh koncih končane verige.

Kako natančna je izračunana masa? Pri beljakovini brez kemičnih modifikacij je izračun natančen do natančnosti uporabljenih mas aminokislin, običajno z natančnostjo na delček daltona. Dejanske beljakovine z modifikacijami, kot sta glikozilacija ali disulfidne vezi, bodo imele drugačno maso od izračunane vrednosti.

Ali lahko kalkulator obravnava modificirane ali nestandardne aminokisline? Ne. Podpira samo 20 standardnih aminokislin. Selenocistein, pirolizin in drugi modificirani ostanki niso prepoznani, zato jih je treba obravnavati z ročnim popravkom ali specializiranim orodjem.

Kako pretvorim daltone v kilodal tone? Delite z 1.000. Beljakovina z maso 25.000 Da ima maso 25 kDa. V člankih se Da običajno uporablja za majhne peptide, kDa pa za večje beljakovine.

Zakaj se rezultat gela ali masne spektrometrije ne ujema z izračunano maso? Najpogostejši vzroki so potranslacijske modifikacije, disulfidne vezi ali beljakovina, ki je bila po translaciji skrajšana v krajšo zrelo obliko. Drug vzrok je neskladje med vrstama mase. Ta kalkulator poroča monoisotopsko maso, pri kateri se uporablja najlažji izotop vsakega atoma. Številna druga orodja, vključno z ExPASy ProtParam, poročajo povprečno maso. Povprečna masa je večja: pri kratkem peptidu za manj kot 1 Da, pri veliki beljakovini pa za več deset daltonov. SDS-PAGE lahko pri zelo kislih ali zelo bazičnih beljakovinah pokaže tudi pas na zavajajočem položaju, zato je le groba ocena mase.