蛋白质的相关计算

生物100 2023-02-13

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题目类型	解题策略
有关蛋白质的相对分子质量、氨基酸数、氨基数、羧基数、肽链数、肽键数、脱水数的计算	列方程求解
蛋白质(或多肽)中原子数计算	用原子守恒解答
多肽种类计算	用数学中“排列组合”解答

题型1 有关蛋白质中氨基酸分子式的计算

【例1】（分子式C₁₀H₁₇O₆N₃S）是存在于动植物和微生物细胞中的一个重要三肽，它是由谷氨酸（C₃H₉O₄N）、甘氨酸（C₂H₅O₂N）和半胱氨酸缩合而成，则半胱氨酸可能的分子式为（）

A．C₃H₃NS B．C₃H₅ONS C．C₃H₇O₂NS D．C₃H₃O₂NS

【点拨】掌握氨基酸分子的结构通式以及脱水缩合反应的过程是解决此类计算题的关键。

题型2 有关蛋白质中肽键数及脱下水分子数的计算

【例2】某肽链由51个氨基酸组成，如果用肽酶把其分解成1个二肽、2个五肽、3个六肽、3个七肽，则这些短肽的氨基酸总数的最小值、肽键总数、水解成这些小分子肽所需水分子总数依次是（）

【解析】此题的关键是“水解成这些小分子肽所需的水分子总数”中的“分解成”，往往误认为是“分解这些小分子肽所需的水分子数”从而导致出现问题的。虽然是一字之差，结果却是大不相同。从题中已知，短肽（包括二肽和多肽）的数目是1+2+3+3=9条，故游离的氨基数量至少是9个，肽键总数是51-9=42个，51个氨基酸分解这些短肽所需要的水分子数量是51-9=42个。若分解成这9个短肽，则需要的水分子数量是9个。

【点拨】n个氨基酸分子脱水缩合成m条多肽链时,要脱下(n-m)个水分子,同时形成(n-m)个肽键,可用公式表示为:脱下的水分子数=肽键数目=氨基酸数-肽链数。此类问题还要注意是不是环肽。

题型3 有关蛋白质中游离的氨基或羧基数目的计算

【例3】一个蛋白质分子有三条肽链构成，共有366个氨基酸，则这个蛋白质分子至少含有的氨基和羧基数目分别是（）

A．366和366 B．365和363 C．363和363 D．3和3

【点拨】氨基酸脱水缩合形成多肽时，游离的—NH₂和—COOH分别位于肽链的两端，考虑到可变的R基上有可能含有两种基团，所以游离的—NH₂和—COOH数至少等于肽链条数。

题型4 有关肽链种类的计算

【例4】如果有足量的三种氨基酸，分别为A、B、C，则它们能形成的三肽种类以及包含三种氨基酸的三肽种类分别最多有（）

A．9种，9种 B．6种，3种 C．18种，6种 D．27种，6种

【点拨】此类题目有个好方法，数学上在讲排列组合是采用的填空法。

题型5 氨基酸中的各原子的数目计算

【例5】谷氨酸的R基为—C₃H₅O₂，一分子谷氨酸含有的C、H、O、N原子数依次是（　　）

A．5、9、4、1 　 B．4、8、5、1

C．5、8、4、1 D．4、9、4、1

【点拨】氨基酸的结构通式是解答此类题目的突破口，理解脱水缩合反应过程是解决此类问题的关键。在一个氨基酸中，若不考虑R基，至少含有2个碳原子、2个氧原子、4个氢原子和1个氮原子。而脱水缩合形成多肽时，要失去部分水分子，但是碳原子、氮原子的数目不会减少。

(1)碳原子数＝氨基酸的分子数×2＋R基上的碳原子数。

(2)氢原子数＝各氨基酸中氢原子的总数－脱去的水分子数×2。

(3)氧原子数＝各氨基酸中氧原子的总数－脱去的水分子数。

(4)氮原子数＝肽链数＋肽键数＋R基上的氮原子数＝各氨基酸中氮原子的总数。

(5)由于R基上的碳原子数不好确定，且氢原子数较多，因此以氮原子数或氧原子数的计算为突破口，计算氨基酸的分子式或氨基酸个数最为简便。

【例6】某多肽链为199肽，其分子式为C_xH_yN_aO_bS₂(a>199、b>200)，并且由下列5种氨基酸组成。那么该多肽彻底水解后将会分别得到赖氨酸、天冬氨酸的个数为(　　)

A．a－199、(b－200)/2 B．a－200、b－200

C．a－199、(b－199)/2 D．a－200、(b－200)/2

【例7】某三十九肽中共有甘氨酸4个，现用某种水解酶去除其中的甘氨酸，得到4条长短不等的多肽(如下图，甘氨酸结构式如左下图)。如将原来多肽与4条多肽总的原子数或结构数进行比较时，下列4种情况正确的是（）

①肽键数目减少8个　②C原子减少8个　③氨基和羧基分别增加3个　 ④O原子数目减少8个

A．①②③④ B．①②③

C．②③ D．②④

【例8】有一条多肽链由12个氨基酸组成，分子式为CxHyNzOwS(z>12，w>13)，这条多肽链经过水解后的产物中有5种氨基酸：半胱氨酸(C₃H₇NO₂S)、丙氨酸(C₃H₆NO₂)、天门冬氨酸(C₄H₇N0₄)、赖氨酸(C₆H₁₄N₂0₂)、苯丙氨酸(C₉H₁₁NO₂)。问：水解产物中天门冬氨酸的数目是