Proteinmolekylviktsberäknare | Gratis MW-verktyg

Kalkylator för proteiners molekylmassa

En kalkylator för proteiners molekylmassa bestämmer massan hos ett protein utifrån dess aminosyrasekvens. Resultatet anges i dalton (Da), den standardiserade enheten för molekylmassa. En dalton ligger nära massan hos en enskild väteatom.

Molekylmassan har betydelse i det dagliga laboratoriearbetet. Den hjälper forskaren att välja gelkoncentration för SDS-PAGE, välja en kolonn för gelfiltrering och kontrollera om ett resultat från masspektrometri stämmer med det förväntade proteinet. Värdet som kalkylatorn ger är en teoretisk massa som enbart baseras på sekvensen. Verkliga proteiner kan väga mer på grund av kemiska tillägg som görs efter att proteinet har bildats, så kallade posttranslationella modifieringar. Dessa sträcker sig från några dalton för en enda fosfatgrupp till tiotusentals dalton för stora sockerkedjor.

Så beräknas proteinets molekylmassa

Formeln

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

Varje aminosyra i en kedja bidrar med sin restmassa, inte massan hos den fria aminosyran. När två aminosyror förenas genom en peptidbindning avges en vattenmolekyl. Restmassorna har redan korrigerats för detta vatten, så summan av sekvensen tar automatiskt hänsyn till alla interna peptidbindningar.

Efter att restmassorna har summerats läggs en vattenmolekyl (18,010565 Da) tillbaka. Detta motsvarar kedjans två fria ändar: en väteatom i början (N-änden) och en hydroxylgrupp i slutet (C-änden).

Ett vanligt misstag är att subtrahera vatten för varje peptidbindning och sedan lägga tillbaka en vattenmolekyl separat. Då räknas vattenförlusten två gånger, eftersom restmassorna nedan redan saknar den. Den enda vattenkomponenten i beräkningen är den som läggs till i slutet.

Aminosyrornas restmassor

Dessa är monoisotopiska restmassor, angivna i dalton, för de 20 standardaminosyrorna:

Räkneexempel

Betrakta den korta kedjan alanin-glycin-serin, skriven som AGS.

1. Addera restmassorna: 71,03711 + 57,02146 + 87,03203 = 215,0906 Da.
2. Lägg till en vattenmolekyl för kedjans två ändar: 215,0906 + 18,010565 = 233,101165 Da.
3. Avrundat till två decimaler är AGS:s molekylmassa 233,10 Da.

Inget extra vatten subtraheras för tripeptidens två peptidbindningar. Den förlusten ingår redan i de tre restmassor som används i steg 1.

Så använder du kalkylatorn för proteiners molekylmassa

1. Ange en sekvens med standardiserade aminosyrakoder på en bokstav, till exempel MVKMDVYKGSSIGDSMSRSM. Både versaler och gemener fungerar.
2. Kalkylatorn kontrollerar sekvensen medan den skrivs in och markerar alla tecken som inte är en av de 20 standardiserade koderna.
3. Den visar molekylmassan i dalton, sekvensens längd och en uppdelning av aminosyrasammansättningen.
4. Resultaten kan kopieras med ett klick till laboratorieanteckningar eller rapporter.

Innan en sekvens från en databas som UniProt klistras in ska FASTA-radens rubrik tas bort (raden som börjar med >), liksom eventuella positionsnummer från aligneringsprogram. Bokstäverna X, B, Z och J är inte standardiserade aminosyrakoder och kommer att avvisas. Ersätt dem med en specifik aminosyra före beräkningen.

Varför proteiners molekylmassa har betydelse

• Gelelektrofores (SDS-PAGE): små proteiner under 20 kDa behöver en gel med högre koncentration för god separation, medan stora proteiner över 100 kDa behöver en lägre koncentration.
• Gelfiltrering: proteinets molekylmasseintervall avgör vilket kolonnmaterial som separerar det på rätt sätt.
• Masspektrometri: den beräknade massan jämförs med den uppmätta massan för att bekräfta identiteten eller upptäcka oväntade förändringar.
• Peptidsyntes: molekylmassan bestämmer den exakta mängd utgångsmaterial som behövs för varje kopplingssteg.
• Buffert- och dosberäkningar: omvandling mellan molaritet och masskoncentration kräver molekylmassan.

Begränsningar

Kalkylatorn ger en teoretisk massa som enbart baseras på sekvensen. Den inkluderar inte:

• Posttranslationella modifieringar, till exempel de sockerkedjor som tillkommer vid glykosylering eller fosfatgrupper som tillkommer vid fosforylering. Dessa måste läggas till manuellt eller mätas med masspektrometri.
• Disulfidbindningar. Varje bindning mellan två cysteinrester avlägsnar två väteatomer, cirka 2,02 Da per bindning. Kalkylatorn antar att alla cysteiner är obundna.
• Icke-standardiserade aminosyror, till exempel selenocystein eller pyrrolysin, samt kemiskt modifierade rester som hydroxiprolin.
• Kofaktorer, till exempel hemgrupper eller metalljoner som är bundna till proteinet.

Vanliga frågor

Vad är proteinets molekylmassa? Det är proteinets totala massa, vanligtvis angiven i dalton (Da) eller kilodalton (kDa), där 1 kDa motsvarar 1 000 Da. Den motsvarar summan av aminosyrornas restmassor i sekvensen plus en vattenmolekyl för kedjans två ändar.

Varför lägger formeln till vatten i stället för att subtrahera det? När en peptidbindning bildas avges en vattenmolekyl, och restmassorna som används i summan har redan korrigerats för detta vatten. En enda vattenmolekyl läggs tillbaka i slutet för att ta hänsyn till de fria väte- och hydroxylgrupperna vid den färdiga kedjans två ändar.

Hur exakt är den beräknade massan? För ett protein utan kemiska modifieringar är beräkningen lika exakt som de använda aminosyramassorna, vanligtvis inom en bråkdel av en dalton. Verkliga proteiner med modifieringar, till exempel glykosylering eller disulfidbindningar, väger en annan mängd än det beräknade värdet.

Kan kalkylatorn hantera modifierade eller icke-standardiserade aminosyror? Nej. Den stöder endast de 20 standardiserade aminosyrorna. Selenocystein, pyrrolysin och andra modifierade rester identifieras inte och måste hanteras med en manuell korrigering eller ett specialiserat verktyg.

Hur omvandlar jag dalton till kilodalton? Dividera med 1 000. Ett protein på 25 000 Da är 25 kDa. I artiklar används vanligtvis Da för små peptider och kDa för större proteiner.

Varför stämmer inte resultatet från min gel eller masspektrometri med den beräknade massan? De vanligaste orsakerna är posttranslationella modifieringar, disulfidbindningar eller att proteinet har klyvts till en kortare mogen form efter translationen. En annan orsak är att olika massdefinitioner har använts. Den här kalkylatorn rapporterar den monoisotopiska massan, som använder den lättaste isotopen av varje atom. Många andra verktyg, inklusive ExPASy ProtParam, rapporterar i stället medelmassan. Medelmassan är högre: under 1 Da för en kort peptid och tiotals dalton för ett stort protein. SDS-PAGE kan också visa ett band på en missvisande position för mycket sura eller mycket basiska proteiner, så metoden ger endast en grov uppskattning av molekylmassan.