Калкулатор молекулске тежине протеина | Бесплатни MW алат

Калкулатор молекулске масе протеина

Калкулатор молекулске масе протеина одређује масу протеина на основу његове аминокиселинске секвенце. Резултат се изражава у далтонима (Da), стандардној јединици за молекулску масу. Један далтон је приближно једнак маси једног атома водоника.

Молекулска маса је важна у свакодневном лабораторијском раду. Она помаже истраживачу да изабере проценат гела за SDS-PAGE, одабере колону за гел-филтрацију и провери да ли се резултат масене спектрометрије поклапа са очекиваним протеином. Вредност коју калкулатор даје јесте теоријска маса заснована само на секвенци. Стварни протеини могу имати већу масу због хемијских додатака насталих након синтезе протеина, који се називају посттранслационе модификације. Оне се крећу од неколико далтона за једну фосфатну групу до десетина хиљада далтона за велике ланце шећера.

Како се израчунава молекулска маса протеина

Формула

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

Свака аминокиселина у ланцу доприноси својом масом остатка, а не масом слободне аминокиселине. Када се две аминокиселине повежу пептидном везом, у реакцији се ослобађа један молекул воде. Масе остатака већ су израчунате тако да је та вода одузета, па збир секвенце аутоматски узима у обзир све унутрашње пептидне везе.

Након сабирања остатака, додаје се један молекул воде (18,010565 Da). Тиме се обухватају два слободна краја ланца: атом водоника на почетку (N-терминус) и хидроксилна група на крају (C-терминус).

Честа грешка је одузети воду за сваку пептидну везу, а затим посебно поново додати један молекул воде. Тиме се губитак воде рачуна два пута, јер су масе остатака наведене у наставку већ израчунате без ње. Једини члан који се односи на воду у овом израчунавању јесте један молекул који се додаје на крају.

Масе аминокиселинских остатака

Ово су моноизотопске масе остатака, изражене у далтонима, за 20 стандардних аминокиселина:

Решени пример

Узмимо кратак ланац аланин-глицин-серин, записан као AGS.

1. Саберите масе остатака: 71,03711 + 57,02146 + 87,03203 = 215,0906 Da.
2. Додајте један молекул воде за два краја ланца: 215,0906 + 18,010565 = 233,101165 Da.
3. Заокружено на две децимале, молекулска маса AGS износи 233,10 Da.

За две пептидне везе у овом трипептиду не одузима се додатна вода. Тај губитак је већ укључен у три масе остатака употребљене у кораку 1.

Како се користи калкулатор молекулске масе протеина

1. Унесите секвенцу користећи стандардне једнословне кодове аминокиселина, на пример MVKMDVYKGSSIGDSMSRSM. Раде и велика и мала слова.
2. Калкулатор проверава секвенцу током уноса и означава сваки знак који није један од 20 стандардних кодова.
3. Приказује молекулску масу у далтонима, дужину секвенце и састав аминокиселина.
4. Резултати се могу копирати једним кликом за лабораторијске свеске или извештаје.

Пре него што налепите секвенцу из базе података као што је UniProt, уклоните заглавље FASTA формата (ред који почиње знаком >) и све бројеве позиција из програма за поравнавање секвенци. Слова Икс, Б, З и Ј нису стандардне ознаке аминокиселина и биће одбачена; замените их одређеном аминокиселином пре израчунавања.

Зашто је молекулска маса протеина важна

• Гел-електрофореза (SDS-PAGE): малим протеинима испод 20 kDa потребан је гел са већим процентом за добро раздвајање; великим протеинима изнад 100 kDa потребан је гел са мањим процентом.
• Гел-филтрација: опсег молекулских маса протеина одређује која ће га смола у колони правилно раздвојити.
• Масена спектрометрија: израчуната маса се пореди са измереном масом ради потврде идентитета или откривања неочекиваних промена.
• Синтеза пептида: молекулска маса одређује тачну количину полазног материјала потребну за сваки корак спајања.
• Израчунавање пуфера и доза: за претварање моларности у масену концентрацију и обрнуто потребна је молекулска маса.

Ограничења

Калкулатор даје теоријску масу засновану само на секвенци. Он не обухвата:

• Посттранслационе модификације, као што су ланци шећера додати гликозилацијом или фосфатне групе додате фосфорилацијом. Њих треба додати ручно или измерити масеном спектрометријом.
• Дисулфидне везе. Свака веза између два остатка цистеина уклања два атома водоника, приближно 2,02 Da по вези. Калкулатор претпоставља да сви цистеини нису повезани.
• Нестандардне аминокиселине, као што су селеноцистеин или пиролизин, и хемијски модификовани остаци, попут хидроксипролина.
• Кофакторе, као што су хемске групе или јони метала везани за протеин.

Најчешће постављана питања

Шта је молекулска маса протеина? То је укупна маса протеина, која се обично изражава у далтонима (Da) или килодалтонима (kDa), при чему 1 kDa износи 1.000 Da. Једнака је збиру маса аминокиселинских остатака у секвенци и једног молекула воде за два краја ланца.

Зашто формула додаје воду уместо да је одузима? При стварању пептидне везе ослобађа се један молекул воде, а масе остатака употребљене у збиру већ су израчунате тако да је та вода одузета. Један молекул воде додаје се на крају само да би се узеле у обзир слободна водоникова и хидроксилна група на два краја завршеног ланца.

Колико је тачна израчуната маса? За протеин без хемијских модификација, израчунавање је тачно до прецизности употребљених маса аминокиселина, обично у оквиру дела далтона. Стварни протеини са модификацијама, као што су гликозилација или дисулфидне везе, имаће другачију масу од израчунате вредности.

Може ли калкулатор да обради модификоване или нестандардне аминокиселине? Не. Подржава само 20 стандардних аминокиселина. Селеноцистеин, пиролизин и други модификовани остаци нису препознати и морају се обрадити ручном корекцијом или специјализованим алатом.

Како да претворим далтоне у килодалтоне? Поделите са 1.000. Протеин од 25.000 Da има 25 kDa. У радовима се Da обично користи за мале пептиде, а kDa за веће протеине.

Зашто се резултат гела или масене спектрометрије не поклапа са израчунатом масом? Најчешћи узроци су посттранслационе модификације, дисулфидне везе или протеин који је после транслације скраћен у краћи зрели облик. Други узрок може бити неподударање типа масе. Овај калкулатор приказује моноизотопску масу, која користи најлакши изотоп сваког атома. Многи други алати, укључујући ExPASy ProtParam, приказују просечну масу. Просечна маса је већа: мање од 1 Da за кратак пептид, а код великог протеина за десетине далтона. SDS-PAGE такође може показати траку на обмањујућој позицији код веома киселих или веома базних протеина, па представља само грубу процену молекулске масе.