蛋白质计算问题归纳

蛋白质计算问题归纳氨基酸的结构通式CRHCOOHNHH1-COOHNH2-COOHNH2CRHR-C2H4O2NCRHCOOHNHHCRHCOOHNHHCCR1ONHH2NCCOOHR2HH+H2O+1-COOHNH2-21-COOHNH2-2345n…………------+(n-1)H2O++++++…………1-COOHNH2-2345n…------+(n-1)H2O脱水数=氨基酸数-肽链数1-COOHNH2-2345n…------+(n-1)H2Om条链mn个氨基酸m(n-1)个H2O1-COOHNH2-2345…………-------COOHNH2-…………-------COOHNH2-n…………------（NH2-）m--（COOH）m求蛋白质（或多肽）的氨基或羧基数量m条肽链上的氨基或羧基数1-COOHNH2-2345n…………------H2O1-COOHNH2-2345n…………------H2O1-COOHNH2-2345n…………------H2OH2O几个数量关系：氨基酸脱水缩合蛋白质水解氨基酸数—肽链数＝肽键数＝脱掉水分子数氮原子数＝氨基数＋肽键数O原子数＝羧基数×2＋肽键数蛋白质相关计算的关系式：蛋白质相对分子质量=氨基酸平均相对分子质量×氨基酸数-18×脱去水分子数脱去水分子数=肽键数肽键数=氨基酸数-肽链数肽链上的氨基数=侧链R基上氨基数+肽链数肽链上的羧基数=侧链R基上羧基数+肽链数肽链上的O原子数=侧链R基上的羧基数×2+肽键数+2肽链上的N原子数=侧链R基上的氨基数+肽键数+1一、脱水缩合例1：组成生物体某蛋白质的20种氨基酸的平均相对分子质量为128，一条含有100个肽键的多肽链的分子量为多少？解析：在解答这类问题时，必须明确的基本关系式是：蛋白质的相对分子质量＝氨基酸数×氨基酸的平均相对分子质量−脱水数×18（水的相对分子质量）本题中含有100个肽键的多肽链中氨基酸数为：100＋1＝101，肽键数为100，脱水数也为100，则依上述关系式，蛋白质分子量＝101×128−100×18＝11128。1.有关蛋白质相对分子质量的计算解析：对照关系式，要求蛋白质分子量，还应知道脱水数。由于题中蛋白质包含2条多肽链，所以,脱水数＝100−2＝98，所以,蛋白质的分子量＝128×100−18×98＝11036，答案为C。变式1：组成生物体某蛋白质的20种氨基酸的平均相对分子质量为128，则由100个氨基酸构成的含2条多肽链的蛋白质，其分子量为（）A.12800B.11018C.11036D.8800解析：所谓环肽即指由首尾相接的氨基酸组成的环状的多肽，其特点是肽键数与氨基酸数相同。所以，鹅膏草碱的分子量=8×128−8×18=880，答案为C。变式2：全世界每年有成千上万人由于吃毒蘑菇而身亡，其中鹅膏草碱就是一种毒菇的毒素，它是一种环状八肽。若20种氨基酸的平均分子量为128，则鹅膏草碱的分子量约为()A．1024B.898C．880D.862解析：氨基酸分子形成蛋白质时相对分子质量减少的原因是在此过程中脱去了水，据此可知，肽键数＝脱水数＝900÷18＝50，依上述关系式，氨基酸数＝肽键数＋肽链数＝50＋2＝52，答案为C。例2氨基酸分子缩合形成含2条肽链的蛋白质分子时，相对分子量减少了900，由此可知，此蛋白质分子中含有的氨基酸数和肽键数分别是（）A.52、52B.50、50C.52、50D.50、492.蛋白质中氨基酸数、肽链数、肽键数、脱水数的计算变式1：若某蛋白质的分子量为11935，在合成这个蛋白质分子的过程中脱水量为1908，假设氨基酸的平均分子量为127，则组成该蛋白质分子的肽链有（）A.1条B.2条C.3条D.4条解析：可求出脱水数＝1908÷18＝106，形成某蛋白质的氨基酸的分子质量之和＝11935＋1908＝13843，则氨基酸总数＝13843÷127＝109，所以肽链数＝氨基酸数−脱水数=109−106＝3，答案为C。变式2：已知氨基酸的平均分子量为128，测得某蛋白质的分子量为5646，试判断该蛋白质的氨基酸数和肽链数依次是()A.51和1B.51和2C.44和1D.44和2解析：蛋白质的分子量确定后，氨基酸的数量与肽链的数量存在着必然的函数关系，如设氨基酸的数量与肽链的条数分别为ｘ和ｙ，则有128ｘ−18（ｘ−ｙ）＝5646尽管1个方程包含2个未知数，但ｘ和ｙ必须都为符合题意的整数解，这样可解得：x=51，y=2答案为B。例3某蛋白质分子含有4条肽链，共有96个肽键，则此蛋白质分子中至少含有－COOH和－NH2的数目分别为()A.4、100B.4、4C.100、100D.96、96解析：一条由n个氨基酸组成的肽链中至少含有－COOH和－NH2的数目都为1（与氨基酸R基团中－COOH和－NH2的数目无关)。本题中蛋白质包含4条肽链，所以，答案为B。3．有关蛋白质中至少含有氨基数和羧基数的计算变式：一个蛋白质分子由四条肽链组成，364个氨基酸形成，则这个蛋白质分子含有的－COOH和－NH2数目分别为()A.366、366B.362、362C.4、4D.无法判断解析：本题与上题的不同之外在于要求出－COOH和－NH2的确切数目，所以必须知道氨基酸R基团中－COOH和－NH2的具体数目，本题无从知晓，所以无法判断，答案为D。例4今有一化合物，其分子式为C55H70O19N10，已知将它完全水解后只得到下列四种氨基酸：⑴该多肽是多少肽？⑵该多肽进行水解后，需个水分子，得到个谷氨酸分子，个甘氨酸分子,个丙氨酸。4．有关蛋白质中氨基酸的种类和数量的计算C9H11O2NC5H9O4N解析：⑴该多肽C55H70O19N10水解后得到的4种氨基酸都仅含有一个N原子，而此多肽中共含有10个N原子，由10个氨基酸缩合形成的为10肽。⑵10肽水解显然需要9个水分子。根据4种氨基酸的分子结构，可分别写出它们的分子式：甘氨酸为C2H5O2N，丙氨酸为C3H7O2N，苯丙氨酸为C9H11O2N，谷氨酸为C5H9O4N，由于该多肽形成时失去9个水分子，所以10个氨基酸中共有：C原子55个，H原子88个(70+2×9)，O原子28个(19+9)，N原子10个。设此多肽中这四种氨基酸的数目分别为a、b、c、d个，则有2a+3b+9c+5d=55，5a+7b+11C+9d=88，2a+2b+2c+4d=28，a+b+c+d=10。解得，a=1，b=2，即该多肽水解后得到1个甘氨酸分子，2个丙氨酸分子。二、蛋白质水解多肽的相对分子质量+18×肽键数=氨基酸平均相对分子质量×氨基酸数O原子数量变化：多肽链上O原子数为：肽键数+羧基数×2水解后：侧链R基上的羧基数×2+肽键数×2+肽链数×2=各氨基酸O原子数1.完全水解2.断链3.水解出某氨基酸1条肽链+1个H2O2条肽链单个氨基酸+1条肽链去掉首或尾氨基酸：加1个H2O，去掉两个O。去掉中间某氨基酸：加2个H2O，去掉两个O。例5已知某条肽链由88个氨基酸缩合而成，其共有氨基6个，有甲硫氨酸5个且在肽链中的位置为3、25、56、78、88，甲硫氨酸的分子式为C5H11O2NS，求：①该多肽有N原子数目个；若去掉5个甲硫氨酸②破坏肽键数目为个，加个H2O；③氨基和羧基均分别增加个；④O原子数目减少个。CCR1ONHH2NCCR2ONHCCR3ONHCCR88OOHHHHHCONHCCR1ONHH2NCCR2ONHCCR3ONHCCR88OOHHHHHCONHCCR1ONHH2NCCR2OHHOHCR3HCOOHH2N+CCR4ONHCCR88OOHHHCONHH2N+H2OH2O酶CCR1ONHH2NCCR2ONHCCR3ONHCCR87OOHHHHHCONHCCR1ONHH2NCCR2ONHCCR3ONHCCR88OOHHHHHCONHH2OCR87HCR88HCOOHH2N酶+325567888H2OH2OH2OH2OH2OH2OH2OH2OH2OH2N--COOHH2N--COOHH2N--COOHH2N--COOHH2N--COOHH2N--COOH多肽3-COOHNH2-25-COOHNH2-56-COOHNH2-78-COOHNH2-88-COOHNH2-（1-2）（4-24）（26-55）（57-77）（79-87）O：3+22+31+22+10=88比原来少了一个。规律：头尾少一个，中间去不变。蛋白质的相关计算：1.通式：R基上各原子数，氨基、羧基数。2.脱水缩合：肽键数=脱去水分子数=？求相对分子质量。3.水解：一条肽链水解成氨基酸；水解成多条肽链；水解掉中间的氨基酸；水解掉两端的氨基酸。4.转录、翻译：氨基酸与碱基之间关系。（必修2）