Máy Tính Trọng Lượng Phân Tử Protein | Công Cụ MW Miễn Phí
Tính toán trọng lượng phân tử protein từ trình tự axit amin ngay lập tức. Máy tính miễn phí cho nghiên cứu sinh hóa, chuẩn bị SDS-PAGE và phân tích khối phổ. Nhận kết quả chính xác bằng Daltons.
Ước tính Trọng lượng Phân tử Protein
Tính toán trọng lượng phân tử của protein dựa trên trình tự axit amin của nó.
Sử dụng mã chữ cái một chữ cái chuẩn cho axit amin (A, R, N, D, C, v.v.). Trọng lượng phân tử được tính toán tự động khi bạn nhập.
Về Máy tính Này
Máy tính này ước tính trọng lượng phân tử của protein dựa trên trình tự axit amin của nó.
Phép tính này tính đến trọng lượng phân tử tiêu chuẩn của các axit amin và lượng nước mất đi trong quá trình hình thành liên kết peptide.
Để có kết quả chính xác, hãy đảm bảo bạn nhập một trình tự axit amin hợp lệ bằng cách sử dụng mã chữ cái một chữ cái chuẩn.
Tài liệu hướng dẫn
Máy tính khối lượng phân tử protein
Máy tính khối lượng phân tử protein xác định khối lượng của protein từ trình tự axit amin. Kết quả được biểu thị bằng Dalton (Da), đơn vị tiêu chuẩn của khối lượng phân tử. Một Dalton gần bằng khối lượng của một nguyên tử hydro.
Khối lượng phân tử có ý nghĩa trong công việc phòng thí nghiệm hằng ngày. Nó giúp nhà nghiên cứu chọn phần trăm gel cho SDS-PAGE, chọn cột cho sắc ký lọc gel và kiểm tra xem kết quả khối phổ có khớp với protein dự kiến hay không. Giá trị do máy tính cung cấp là khối lượng lý thuyết chỉ dựa trên trình tự. Protein thực có thể nặng hơn do các phần bổ sung hóa học được tạo ra sau khi protein hình thành, gọi là các biến đổi sau dịch mã. Các biến đổi này có thể chỉ vài Dalton đối với một nhóm phosphate đơn lẻ hoặc lên đến hàng chục nghìn Dalton đối với các chuỗi đường lớn.
Cách tính khối lượng phân tử protein
Công thức
Mỗi axit amin trong một chuỗi đóng góp khối lượng gốc, không phải khối lượng của axit amin tự do. Khi hai axit amin liên kết với nhau bằng liên kết peptide, phản ứng giải phóng một phân tử nước. Khối lượng gốc đã được tính sau khi loại phần nước đó, vì vậy tổng theo trình tự tự động tính đến tất cả liên kết peptide bên trong.
Sau khi cộng các khối lượng gốc, cộng thêm một phân tử nước (18,010565 Da). Phần này bao quát hai đầu tự do của chuỗi: một nguyên tử hydro ở đầu bắt đầu (đầu N) và một nhóm hydroxyl ở đầu kết thúc (đầu C).
Một lỗi thường gặp là trừ nước cho từng liên kết peptide rồi lại cộng riêng một phân tử nước. Cách này tính hai lần phần mất nước, vì các khối lượng gốc dưới đây đã loại phần đó. Hạng tử nước duy nhất trong phép tính là một phân tử được cộng ở cuối.
Khối lượng gốc của axit amin
Đây là khối lượng gốc đơn đồng vị, tính bằng Dalton, của 20 axit amin tiêu chuẩn:
| Axit amin | Mã | Khối lượng gốc (Da) |
|---|---|---|
| Alanine | A | 71,03711 |
| Arginine | R | 156,10111 |
| Asparagine | N | 114,04293 |
| Axit aspartic | D | 115,02694 |
| Cysteine | C | 103,00919 |
| Axit glutamic | E | 129,04259 |
| Glutamine | Q | 128,05858 |
| Glycine | G | 57,02146 |
| Histidine | H | 137,05891 |
| Isoleucine | I | 113,08406 |
| Leucine | L | 113,08406 |
| Lysine | K | 128,09496 |
| Methionine | M | 131,04049 |
| Phenylalanine | F | 147,06841 |
| Proline | P | 97,05276 |
| Serine | S | 87,03203 |
| Threonine | T | 101,04768 |
| Tryptophan | W | 186,07931 |
| Tyrosine | Y | 163,06333 |
| Valine | V | 99,06841 |
Ví dụ minh họa
Xét chuỗi ngắn Alanine-Glycine-Serine, được viết là AGS.
- Cộng các khối lượng gốc: 71,03711 + 57,02146 + 87,03203 = 215,0906 Da.
- Cộng một phân tử nước cho hai đầu chuỗi: 215,0906 + 18,010565 = 233,101165 Da.
- Làm tròn đến hai chữ số thập phân, khối lượng phân tử của AGS là 233,10 Da.
Không trừ thêm nước cho hai liên kết peptide trong tripeptide này. Phần mất đó đã được tính trong ba khối lượng gốc dùng ở bước 1.
Cách sử dụng máy tính khối lượng phân tử protein
- Nhập trình tự bằng mã axit amin một chữ cái tiêu chuẩn, chẳng hạn như
MVKMDVYKGSSIGDSMSRSM. Có thể dùng chữ hoa hoặc chữ thường. - Máy tính kiểm tra trình tự trong khi nhập và đánh dấu mọi ký tự không thuộc 20 mã tiêu chuẩn.
- Máy tính hiển thị khối lượng phân tử theo Dalton, độ dài trình tự và bảng phân tích thành phần axit amin.
- Có thể sao chép kết quả bằng một lần nhấp để đưa vào sổ tay phòng thí nghiệm hoặc báo cáo.
Trước khi dán một trình tự từ cơ sở dữ liệu như UniProt, hãy xóa dòng tiêu đề FASTA (dòng bắt đầu bằng >) và mọi số vị trí do phần mềm căn chỉnh chèn vào. Các chữ X, B, Z và J không phải là mã axit amin tiêu chuẩn và sẽ bị từ chối; hãy thay chúng bằng một axit amin cụ thể trước khi tính.
Vì sao khối lượng phân tử protein có ý nghĩa
- Điện di trên gel (SDS-PAGE): các protein nhỏ dưới 20 kDa cần gel có phần trăm acrylamide cao hơn để phân tách tốt; protein lớn trên 100 kDa cần phần trăm thấp hơn.
- Lọc gel: khoảng khối lượng phân tử của protein quyết định loại nhựa cột nào sẽ phân tách protein đó phù hợp.
- Khối phổ: khối lượng tính toán được so sánh với khối lượng đo được để xác nhận danh tính hoặc phát hiện những thay đổi bất thường.
- Tổng hợp peptide: khối lượng phân tử xác định chính xác lượng nguyên liệu ban đầu cần cho mỗi bước ghép nối.
- Tính toán dung dịch đệm và liều lượng: việc chuyển đổi giữa nồng độ mol và nồng độ khối lượng cần đến khối lượng phân tử.
Hạn chế
Máy tính cung cấp khối lượng lý thuyết chỉ dựa trên trình tự. Máy không bao gồm:
- Các biến đổi sau dịch mã, chẳng hạn như các chuỗi đường được thêm vào trong quá trình glycosyl hóa hoặc các nhóm phosphate được thêm vào trong quá trình phosphoryl hóa. Những phần này phải được cộng thủ công hoặc đo bằng khối phổ.
- Liên kết disulfide. Mỗi liên kết giữa hai gốc cysteine loại bỏ hai nguyên tử hydro, khoảng 2,02 Da cho mỗi liên kết. Máy tính giả định tất cả cysteine đều không liên kết.
- Các axit amin không tiêu chuẩn, chẳng hạn như selenocysteine hoặc pyrrolysine, và các gốc đã biến đổi hóa học như hydroxyproline.
- Các đồng yếu tố, chẳng hạn như nhóm heme hoặc các ion kim loại liên kết với protein.
Các câu hỏi thường gặp
Khối lượng phân tử protein là gì? Đó là tổng khối lượng của một protein, thường được biểu thị bằng Dalton (Da) hoặc kilodalton (kDa), trong đó 1 kDa bằng 1.000 Da. Giá trị này bằng tổng khối lượng các gốc axit amin trong trình tự cộng với một phân tử nước cho hai đầu chuỗi.
Vì sao công thức cộng nước thay vì trừ nước? Việc hình thành một liên kết peptide giải phóng một phân tử nước, và các khối lượng gốc dùng trong phép cộng đã được tính sau khi loại phần nước đó. Chỉ cộng lại một phân tử nước ở cuối để tính các nhóm hydro và hydroxyl tự do ở hai đầu của chuỗi hoàn chỉnh.
Khối lượng tính toán chính xác đến mức nào? Đối với protein không có biến đổi hóa học, phép tính chính xác đến độ chính xác của khối lượng các axit amin được sử dụng, thường sai khác chưa đến một Dalton. Protein thực có các biến đổi, chẳng hạn như glycosyl hóa hoặc liên kết disulfide, sẽ có khối lượng khác với giá trị tính toán.
Máy tính có xử lý được axit amin đã biến đổi hoặc không tiêu chuẩn không? Không. Máy chỉ hỗ trợ 20 axit amin tiêu chuẩn. Selenocysteine, pyrrolysine và các gốc đã biến đổi khác không được nhận diện, nên phải được xử lý bằng cách hiệu chỉnh thủ công hoặc dùng công cụ chuyên dụng.
Làm thế nào để đổi Dalton sang kilodalton? Chia cho 1.000. Một protein có 25.000 Da tương đương 25 kDa. Các bài báo thường dùng Da cho peptide nhỏ và kDa cho protein lớn hơn.
Vì sao kết quả gel hoặc khối phổ của tôi không khớp với khối lượng tính toán? Các nguyên nhân thường gặp nhất là biến đổi sau dịch mã, liên kết disulfide hoặc protein đã bị cắt thành dạng trưởng thành ngắn hơn sau khi dịch mã. Một nguyên nhân khác là không khớp loại khối lượng. Máy tính này báo cáo khối lượng đơn đồng vị, sử dụng đồng vị nhẹ nhất của mỗi nguyên tử. Nhiều công cụ khác, trong đó có ExPASy ProtParam, lại báo cáo khối lượng trung bình. Khối lượng trung bình cao hơn: dưới 1 Da đối với peptide ngắn và cao hơn hàng chục Dalton đối với protein lớn. SDS-PAGE cũng có thể cho thấy một băng ở vị trí gây hiểu lầm đối với các protein có tính axit hoặc tính bazơ rất mạnh, vì vậy đây chỉ là một ước tính sơ bộ về khối lượng phân tử.