# Инструменты для количественного анализа белков, ферментной кинетики и анализа последовательностей Планируйте белковые анализы, переводите концентрации и анализируйте последовательности, активность, кинетику, ингибирование и связывание в одном лабораторном процессе. > Каноническая страница: https://elysiatools.com/ru/hubs/protein-quantification-enzyme-kinetics-sequence-tools - **Категория:** analyze-calculate - **Ключевые слова:** инструменты количественного анализа белка, калькулятор BCA, калькулятор Bradford, калькулятор ферментной кинетики, калькулятор kcat, калькулятор Ki IC50, молекулярная масса белка, калькулятор pI белка, конвертер концентрации белка, удельная активность ## Обзор Этот хаб охватывает обычный путь белковой лаборатории от последовательности или пептида до количественно определённого и охарактеризованного образца. Оцените молекулярную массу, состав, pI и коэффициент экстинкции; определите концентрацию по Bradford или BCA; затем свяжите активность фермента, удельную активность, kcat, Km, Ki, каталитическую эффективность и аффинность связывания. Инструменты явно показывают единицы и допущения для планирования, обучения и проверки результатов. ## Инструменты - Анализатор аминокислотного состава: Анализирует состав последовательности: подсчёт и мольные проценты каждой из 20 стандартных аминокислот; суммы по группам (основные K/R/H, кислые D/E, ароматические F/W/Y, серосодержащие C/M, алифатические A/I/L/V, амидные N/Q, гидроксильные S/T, прочие G/P); GRAVY по значениям гидропатии Kyte–Doolittle 1982 (>0 гидрофобный сдвиг, <0 гидрофильный; растворимые глобулярные белки обычно между −1 и +0,3); плюс молекулярная масса по таблице средних масс ProtParam. Коды неоднозначности (B/J/O/U/X/Z) считаются отдельно и исключаются из процентов. Источники: Kyte & Doolittle 1982, ExPASy ProtParam, Lehninger. Только для обучения. - Калькулятор BCA-метода определения белка (кривая): Определяет белок BCA-методом (бицинхониновая кислота, 562 нм) по стандартной кривой: вставьте строки «концентрация(мкг/мл), A562» и поглощения проб; инструмент строит МНК-аппроксимацию (наклон, свободный член, R²), обращает c = (A−b)/m и умножает на разведение, выдавая мкг/мл и мг/мл. Вне диапазона — пометка «экстраполяция»; ниже бланка — отклонение. Особенности BCA: совместим с ~5% детергента (лучше Брэдфорда для лизатов); но DTT/TCEP/β-меркаптоэтанол (>1 мМ) и высокий ЭДТА восстанавливают/хелатируют Cu²⁺ и завышают показания — сначала удалите их; рабочий диапазон ~20–2000 мкг/мл (Micro BCA 0,5–20). Источник: Smith 1985 Anal Biochem. Только для обучения. - Калькулятор определения белка по Брэдфорду (кривая BSA): Определяет белок по методу Брэдфорда (кумасси G-250, 595 нм) по кривой BSA: вставьте строки «концентрация(мкг/мл), A595» стандартов и поглощения проб; инструмент строит аппроксимацию методом наименьших квадратов (наклон, свободный член, R²), обращает c = (A−b)/m и умножает на кратность разведения, выдавая мкг/мл и мг/мл. Показания вне диапазона стандартов помечаются как экстраполяция; ниже бланка — отклоняются как неквантифицируемые. Главное: отклик красителя сильно зависит от белка (BSA ≈ вдвое выше IgG), высокие детергенты мешают; стандарты и пробы — в одном буфере. Источник: Bradford 1976 Anal Biochem. Только для обучения. - Калькулятор единицы активности фермента (U, мкмоль/мин): Переводит сырые данные опыта в единицы активности фермента: 1 U = 1 мкмоль/мин (IUB 1978), 1 U = 16,67 нкат. Два входа: количество продукта (мкмоль) ÷ время (мин); или по Беру–Ламберту через ΔA/мин, ε (мМ⁻¹см⁻¹, напр. НАДН 6,22 при 340 нм), длину пути и объём: U = ΔA/мин × V(мл) ÷ (ε×l). Добавляет пересчёт в mU/нкат/мккат и подсказку о линейном окне поглощения (0,05–1,0 AU). Источники: комитет номенклатуры IUB, BIPM катал, Segel Biochemical Calculations. Только для обучения. - Калькулятор каталитической эффективности (kcat/Km): Вычисляет каталитическую эффективность kcat/Km (М⁻¹с⁻¹) — кажущуюся константу второго порядка при низком субстрате и честную меру предпочтения субстрата ферментом. Два входа: прямой kcat (с⁻¹ или мин⁻¹) и Km (нМ/мкМ/мМ); или из Vmax(мкМ/мин) ÷ \[E\](мкМ) получить kcat и разделить на Km. Диапазоны (М⁻¹с⁻¹): <10³ неэффективно (возможен неверный субстрат или артефакт), 10³–10⁵ умеренно, 10⁵–10⁷ эффективно (хорошо эволюционированные ферменты), 10⁷–10⁸ очень эффективно, ≥10⁸ у предела диффузии (10⁸–10⁹) — «каталитически совершенно» (триозофосфатизомераза, карбоангидраза, ацетилхолинэстераза). Справедливо только в стационаре при Km ≫ \[E\]. Источники: Fersht, Knowles & Albery 1977, Radzicka & Wolfenden 1995. Только для обучения. - Калькулятор константы ингибирования Ki и IC50 (Чэнга–Прусофф): Пересчитывает между IC50 и Ki по Чэнгу–Прусоффу: конкурентное Ki = IC50 ÷ (1+\[S\]/Km), антиконкурентное Ki′ = IC50 ÷ (1+Km/\[S\]) (связывается с комплексом ES), чисто неконкурентное Ki = IC50 (не зависит от \[S\]); есть и обратный пересчёт из Ki в IC50. Главное: IC50 — НЕ константа — у конкурентного ингибитора она растёт с \[S\]; при \[S\] = Km Ki = IC50/2, поэтому IC50 всегда публикуют вместе с \[S\] и Km. Диапазоны Ki (нМ): <1 очень сильный, 1–100 сильный (типичные лекарственные ингибиторы), 100–1000 умеренный, >1000 слабый. Допущения: обратимое равновесное ингибирование, кинетика Михаэлиса, не тесное связывание (для тесного используйте уравнение Моррисона); механизм подтверждайте глобальной подгонкой, а не предположением. Источники: Cheng & Prusoff 1973, Copeland. Только для обучения. - Калькулятор ферментативной кинетики: Вычисляет скорость реакции по уравнению Михаэлиса-Ментен v = Vmax·\[S\]/(Km+\[S\]), или оценивает Km и Vmax по данным (S, v) методом Лайнуивера-Бэрка; моделирует конкурентное/неконкурентное ингибирование. - Калькулятор числа оборотов фермента (kcat): Вычисляет число оборотов kcat = Vmax ÷ \[E\]общ, в мин⁻¹ и с⁻¹. Три входа: Vmax(мкмоль/мин) ÷ количество фермента(мкмоль); Vmax(мкМ/мин) ÷ \[E\](мкМ); или из концентрации белка(мг/мл) и молекулярной массы(кДа): \[E\](мкМ) = 1000×c÷MW (1 мг/мл белка 1 кДа = 1000 мкМ), затем kcat. Диапазоны (с⁻¹): <0,01 очень медленный, 0,01–1 медленный, 1–100 умеренный (типичные метаболические ферменты), 100–10⁴ быстрый, >10⁴ очень быстрый (каталаза ≈4×10⁷ с⁻¹). \[E\] считают по активным центрам (n-мер × n). Источники: Михаэлис-Ментен 1913, Fersht, Lehninger. Только для обучения. - Конвертер единиц активности фермента (U ↔ катал): Точное преобразование между единицами активности фермента: 1 U = 1 мкмоль/мин (IUB 1978), 1 кат = 1 моль/с (BIPM 1999), поэтому 1 U = 16,667 нкат, 1 мккат = 60 U и 1 кат = 6×10⁷ U. Введите значение в U/мU/мкU или кат/мкат/мккат/нкат/пкат — получите ту же активность сразу во всех остальных единицах. Чистый пересчёт масштаба без допущений об опыте; пригодится для статей и спецификаций реагентов. Источники: комитет IUB, BIPM 21-я ГКМВ, зелёная книга IUPAC. Только для обучения. - Калькулятор массы пептида (моноизотопная/средняя): Вычисляет массу пептида суммированием остатков: M = Σ масс остатков + H₂O (таблица ExPASy ProtParam). Два режима: моноизотопный (H₂O = 18,01056, подходит для коротких пептидов в высокоразрешающей масс-спектрометрии) или средний (H₂O = 18,01524, для более длинных цепей), с ионами \[M+H\]⁺, \[M+Na\]⁺ и \[M+2H\]²⁺. Регистр не важен, пробелы и разделители игнорируются; коды неоднозначности B/J/O/U/X/Z отклоняются. Источник: ExPASy ProtParam (Gasteiger 2005). Только для обучения. - Конвертер единиц концентрации белка (мг/мл ↔ мкМ ↔ %): Полный пересчёт единиц концентрации белка: мкМ = мг/мл × 1000 ÷ MW(кДа); 1% (масс/об) = 10 мг/мл = 1 г/л; 1 мкМ = 1 пмоль/мкл. Введите концентрацию, выберите единицу (мг/мл, мкг/мл, г/л, %, мкМ, нМ, мМ, пмоль/мкл) и молекулярную массу (кДа) — получите все 8 единиц сразу. Ориентиры: BSA (66,4 кДа) при 10 мг/мл ≈ 151 мкМ; белок 50 кДа при 100 мкМ = 5 мг/мл. Источники: приставки СИ и соглашение % масс/об, таблицы Thermo Pierce, NEBioCalculator. Только для обучения. - Калькулятор аффинности белок-ДНК (оценка Kd): Оценивает Kd по одной точке для равновесия 1:1: при избытке белка f = \[P\]÷(\[P\]+Kd), значит Kd = \[P\]×(1−f)÷f; при f = 0.5 Kd равен концентрации белка. Два входа: доля связанной ДНК (0–1) или флуоресцентная анизотропия f = (r−rсвоб.)÷(rсвяз.−rсвоб.). Добавляет ΔG° = RT·ln(Kd) (по умолчанию 25 °C). Диапазоны: <1 нМ очень прочное, 1–100 нМ прочное (типичные мишени факторов транскрипции), 100 нМ–1 мкМ умеренное, >1 мкМ слабое (проверить соль и конкурент poly(dI-dC)). Допущения: равновесие, 1:1, большой избыток белка; для полных кривых аппроксимируйте всю титрацию. Источники: Cantor & Schimmel, Heyduk & Lee 1990, Lakowicz. Только для обучения. - Калькулятор коэффициента экстинкции белка (ε280): Считает ε280 по Pace 1995 / Gill & von Hippel 1989: ε280 = 5500×nTrp + 1490×nTyr + 125×nцистин (М⁻¹см⁻¹, типичная погрешность ±5%). Цистины — это пары Cys с дисульфидной связью, они учитываются только в окисленном состоянии (⌊Cys/2⌋); инструмент выдаёт оба значения — полностью восстановленного и полностью окисленного, чтобы ограничить реальное состояние. Режим последовательности сам считает W/Y/C и молекулярную массу по средним массам ProtParam; режим счёта принимает числа остатков и опциональную массу. Плюс A0.1% = ε/MW (поглощение 1 мг/мл), то есть c = A/ε для обратного пересчёта. Внимание: у белков без Trp/Tyr ε280 почти нулевой (используйте A205 или BCA) и учитывайте загрязнение нуклеиновыми кислотами (A260). Источники: Pace 1995, Gill & von Hippel 1989, ExPASy ProtParam. Только для обучения. - Калькулятор изоэлектрической точки белка (pI): Вычисляет теоретическую изоэлектрическую точку по аминокислотному составу: суммарный заряд по Гендерсону–Хассельбалу для каждой ионизируемой группы (упрощённый набор pKa ExPASy/Bjellqvist: N-конец 7.5, K 10.0, R 12.0, H 5.98; C-конец 3.55, D 4.05, E 4.45, C 9.0, Y 10.0) и бисекция до нулевого заряда. Также даёт заряд при физиологическом pH 7.4, среднюю молекулярную массу (таблица ProtParam + вода) и классификацию кислый/основный. Ограничения: pKa развёрнутой цепи, без посттрансляционных модификаций; набор pKa и алгоритм бисекции идентичны Biopython IsoelectricPoint (результаты совпадают численно), тогда как полный набор Бьеллквиста в ExPASy различает концевые остатки и может немного отличаться. Источники: Bjellqvist 1993, Gasteiger 2003 (ExPASy), Biopython IsoelectricPoint. Только для обучения. - Калькулятор молекулярной массы белка (по последовательности): Вычисляет молекулярную массу белка по последовательности: MW = Σ средних масс остатков + H₂O (18,01524 Да), по той же таблице, что ExPASy ProtParam (A 71,0788 … W 186,2132). Ввод нечувствителен к регистру, пробелы и разделители * - . отбрасываются; коды неоднозначности (B/J/O/U/X/Z) не суммируются, но подсчитываются и отмечаются. Результат — немодифицированная полипептидная цепь: без удаления сигнального пептида, дисульфидных мостиков (−2H на мостик), ПТМ и меток. Возвращает кДа, среднюю массу остатка и длину. Источники: ExPASy ProtParam (Gasteiger 2005), справочник Fasman. Только для обучения. - Калькулятор удельной активности (U/мг белка): Вычисляет удельную активность = активность(U) ÷ масса белка(мг), либо напрямую концентрация активности(U/мл) ÷ концентрация белка(мг/мл). Выводит U/мг, нкат/мг и мккат/мг. Это метрика чистоты: растёт при очистке, максимум для чистого фермента = kcat(мин⁻¹) ÷ MW(кДа) (напр. kcat 600 мин⁻¹ и 60 кДа → 10 U/мг); отношение измеренного к теоретическому оценивает чистоту. Требует линейности и теста активности, и определения белка (Bradford/BCA/A280). Источники: номенклатура IUBMB, Scopes Protein Purification, Lehninger. Только для обучения. ## Частые вопросы ### Какие лабораторные задачи охватывает этот хаб? Он охватывает свойства последовательностей, массу пептидов и белков, перевод концентраций, стандартные кривые Bradford и BCA, активность и кинетику ферментов, силу ингибиторов, удельную активность и оценки связывания белка с ДНК. ### Когда использовать Bradford, BCA или A280? Совместимость зависит от матрицы образца. Bradford может быть чувствителен к составу белка и детергентам; BCA часто лучше переносит детергенты, но зависит от восстановителей; A280 зависит от ароматических остатков и коррекции нуклеиновых кислот. Изучите ограничения и проверьте метод подходящим стандартом. ### Заменяют ли эти калькуляторы протокол анализа? Нет. Они рассчитывают результаты по введённым значениям. Надёжные лабораторные результаты всё равно требуют стандартов, холостых проб, повторов, проверки линейного диапазона и протокольных контролей. ## Связанные материалы - [Инструменты для химических лабораторных расчетов и справки](https://elysiatools.com/ru/hubs/chemistry-lab-calculations-and-reference): Собирает в одном химическом хабе балансировку уравнений, расчет молярной массы и разбавлений, справку по элементам и нормализацию лабораторных измерений. - [Калькуляторы фармакокинетики и планирования дозирования](https://elysiatools.com/ru/hubs/pharmacokinetic-dose-planning-calculators): Изучайте биодоступность, клиренс, период полувыведения, объём распределения, нагрузочные и поддерживающие дозы, скорость инфузии, стационарные концентрации и терапевтический мониторинг в одном учебном процессе. - [Калькуляторы газов крови, оксигенации и гемодинамики в интенсивной терапии](https://elysiatools.com/ru/hubs/critical-care-blood-gas-oxygenation-hemodynamics): Связывает расчёты артериальных газов крови, кислотно-основного состояния, оксигенации, сердечного выброса и сосудистого сопротивления в одном рабочем процессе. - [Калькуляторы физики для занятий и лаборатории](https://elysiatools.com/ru/hubs/physics-classroom-and-lab-calculators): Соберите в одном физическом хабе инструменты для силы, энергии, движения, плавучести, давления, волн, децибелов и точности измерений.