蛋白质分子量 · 氨基酸残基数 · CDS 编码区长度

kDa 转氨基酸数量计算器

kDa 转氨基酸数量计算器支持将蛋白质分子量(kDa 或 Da)换算为估算氨基酸残基数(aa)与编码序列长度(CDS bp),同时支持从氨基酸残基数反向计算蛋白质理论分子量及常见融合标签(His、FLAG、GST、EGFP、MBP)校正。

蛋白质分子量与氨基酸残基双向换算工作台

在蛋白质分子量(kDa 或 Da)、氨基酸残基数(aa)与编码序列长度(CDS bp)之间双向换算。

110 Da/残基是生化常规近似值;自然蛋白质组加权平均残基质量约为 111.1 Da。

估算天然目的蛋白残基数前,先从总分子量中扣除所选融合标签质量。

估算氨基酸残基数
500 aa
未取整计算值: 500 aa
编码区长度(CDS,含终止密码子)
1,503 bp
1.5 kb (mRNA/CDS)
扣除标签后净分子量
55 kDa
55,000 Da
当前换算公式

残基数 (N) ≈ (总质量_Da − 标签_Da − 18.015) ÷ 平均残基质量_Da;CDS = (N + 1) × 3 bp。

计算公式:kDa 与氨基酸残基数如何双向换算

游离氨基酸通过脱水缩合形成肽键时,每形成一个肽键会脱去一分子水(H₂O = 18.015 Da)。在天然蛋白质组中,多肽链内每个氨基酸残基的平均质量约为 110 Da(即 0.110 kDa)。

1. 氨基酸残基数 (N) ≈ (蛋白质质量 Da − 18.015) ÷ 110 Da ≈ 分子量 (kDa) × 1000 ÷ 110
2. 蛋白质分子量 (kDa) ≈ [(N × 110 Da) + 18.015 Da] ÷ 1000
3. 编码序列长度 (CDS,含终止密码子) = (N + 1) × 3 bp

蛋白质分子量 (kDa) 与氨基酸数量、CDS 长度速查表

按生化标准 110 Da/残基换算的常见蛋白条带大小、氨基酸残基数与对应 cDNA/ORF 编码区碱基长度(含 1 个终止密码子)对照表:

蛋白质分子量 (kDa) 与氨基酸数量、CDS 长度速查表
蛋白质分子量 (kDa)道尔顿质量 (Da)估算氨基酸数 (110 Da/aa)CDS 长度 (含终止密码子)
10 kDa10,000 Da~91 aa~276 bp
25 kDa25,000 Da~227 aa~684 bp
37 kDa37,000 Da~336 aa~1,011 bp
50 kDa50,000 Da~455 aa~1,368 bp
55 kDa55,000 Da~500 aa~1,503 bp
75 kDa75,000 Da~682 aa~2,049 bp
100 kDa100,000 Da~909 aa~2,730 bp
150 kDa150,000 Da~1,364 aa~4,095 bp
250 kDa250,000 Da~2,273 aa~6,822 bp

影响 SDS-PAGE 条带与理论分子量换算的实验因素

氨基酸组成偏好性

富含甘氨酸(Gly, 57.05 Da)、丙氨酸(Ala, 71.08 Da)或丝氨酸(Ser, 87.08 Da)的蛋白每 kDa 包含更多残基;而富含色氨酸(Trp, 186.21 Da)、酪氨酸(Tyr, 163.18 Da)或精氨酸(Arg, 156.19 Da)的蛋白平均残基质量更高。

重组表达融合标签

载体构建常引入亲和或荧光标签。6×His(~0.84 kDa)或 FLAG(~1.01 kDa)对总分子量影响较小,而 GST(~26.0 kDa)、EGFP(~26.9 kDa)和 MBP(~42.5 kDa)会显著增加融合蛋白的表观分子量。

翻译后修饰与电泳迁移率

糖基化、磷酸化、泛素化、信号肽切除,或高酸性/高脯氨酸序列引起的异常 SDS 结合,都会使 Western Blot / SDS-PAGE 表观分子量与未修饰序列的理论质量产生偏差。

常见问题

50 kDa 或 55 kDa 的蛋白质大约有多少个氨基酸?

按每个氨基酸残基平均 110 Da 估算,50 kDa 蛋白质约含 455 个氨基酸(对应 CDS 约 1,368 bp),55 kDa 蛋白质约含 500 个氨基酸(对应 CDS 约 1,503 bp)。

已知氨基酸数量(aa),如何换算成蛋白质分子量 kDa?

将氨基酸残基数量乘以 110 Da(或 0.110 kDa),再加上多肽链两端的 18.015 Da 水分子质量。例如 300 aa 的蛋白质理论分子量约为 33.0 kDa。

为什么每个氨基酸残基按 110 Da 而不是 128 Da 计算?

20 种游离氨基酸的平均分子量约为 128 Da,但在核糖体脱水缩合形成肽键时,每连接一个残基会脱去一分子水(18.015 Da),因此多肽链内部残基的有效平均质量约为 110 Da。

如何根据蛋白质 kDa 估算基因 CDS 编码区长度(bp)?

先将蛋白质分子量(Da)除以 110 得到氨基酸残基数 N,再按每个密码子 3 个碱基计算 (N + 1) × 3 bp(+1 为终止密码子),即可得到完整 ORF/CDS 长度。