多肽与氨基酸个数(有关蛋白质的相关计算)

多肽与氨基酸个数

关于蛋白质的相关计算

n个氨基酸分子脱水缩合成m条多肽链

1. 肽键数=脱水数:n-m(环状肽:肽键数为n)

2.氨基数、羧基数:

(1)至少含有“-NH,”"和“-COOH"各m个。(如果数量大于m则多出的氨基或羧基位于R基上，处于游离状态。)

(2)游离的“-NH,"数或“-COOH”数=肽链数+R基中“一NH2'数或“一C0OH”数。

典例1现有氨基酸700个，其中氨基总数708个羧基总数为710个。.这些氨基酸合成两条肽链的蛋白质，共有肽键数、氨基数、羧基数各是( )

A.698;2;2 B.699;1;1 C.699;9;1 D. 698;10;12

解析:由氨基酸通式可知R基上的“-NH"和“-COOH"数分别为708-700=8个和710-700=10个，共两条链，每条链末端各有一个“-NH,"和“-C00H"，因此“一NH,"数=8+2=10,“-COOH”数为10+2=12。而肽键数=氨基酸数-肽链数=700-2=698.

答案:D

题后反思:多肽上的氨基和羧基数量，一般与肽链条数有关.即一条肽链至少有一个游离的氨基和一个游离的羧基，多出的氨基和羧基一定在氨基酸的R基上，R基上的氨基和羧基一般情况下不参加反应被完整地保留。

3.蛋白质的分子量计量

'若每个氨基酸分子平均分子质量是a，则n个氨基酸形成的m条肽链的蛋白质相对分子质量为a*n-18(n-m),即缩合前总质量减去脱去水分子质量。

如果肽键间形成“-S-S-”(二硫键)，计算相对分子质量时，需减去脱去的氢原子，即“-SH"+“-SH"- →“-S- S-”+2H。

典例2下图为某蛋白质的结构示意图，其中“-S-S-”为由两个“一SH"(硫基)构成的二硫键，其作用是连接两相邻肽链。若该蛋白质分子共由m个氨基酸组成，则形成一个该蛋白质分子时生成的水分子数和减少的相对分子质量分别为( )

A. m;18m B. (m-4) ;18(m-4)

C. (m-3) ;18(m -3)+4 D. (m-2) ;18(m-2)+4

解析:形成蛋白质时生成的水分子数=肽键数=氨基酸数-肽链数=m-2;由于形成该蛋白质时脱去了水和H，每形成一个二硫键脱去的分子量为2，因此减去的分子质量为18x(m-2)+4.故D正确。

答案:D

题后反思:在计算蛋白质的相对分子质量时，有一个二硫键去掉两个氢的质量。

4.蛋白质分子中各原子个数的计算

（1）碳原子数=氨基酸的分子数x2+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x2

（3）氧原子数=肽键数+2x肽链数+R基上的氧原子数=各氨基酸中氧原子总数一脱去的水分子数。

（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。

典例3

有一条多肽链由12个氨基酸组成，分子式为CxHyNz0wS（z>12,w>13）这条多肽链经过水解后的产物中有5种氨基酸:牛胱氨酸(C3H7NO2S).丙氨酸(C3H6NO2),天门冬氨酸(C4H7N04)、赖氨酸(C6H14N202)苯丙氨酸(C9H11N02)。问:水解产物中天门冬氨酸的数目是( )

A.y+12个 B.z+12个 C.w+13个 D.(w-13)/2个

解析:由于在半胱氨酸、丙氨酸、赖氨酸、苯丙氨酸中都只含有2个氧原子，即只含有1个的“-COOH”而天门冬氨酸中含有4个氧原子,即除了通式中的“-COOH"外，在R基上还要含有2个氧原子,由于w>13.所以w-13为多出来的氧原子，多出的氧原子由天门冬氨酸提供，由此即可求解.设天门冬氨酸的个数为x个，则该十二肽由12个氨基酸脱水缩合形成过程中，利用氧原于平衡建立关系式(12-x)*2+4x-11=w,因此x=(w-13)/2个.该“十二肽”分于彻底水解后有(w-13)/2个天门冬氨酸。

答案:D

题后反思:求解此类氨基酸个数问题时，解题的切入点在N.0上.首先记住一般情况下氮氧原子的至少数，氮为n，氧为n+m.多出的原子一定在R基上根据多出數量可以求出相应的氨基酸数量。

典例4某五十肽中有丙氨酸(R基为-CH3）2个,现脱掉其中的丙氨酸(相应位置如图）得到几种不同的有机产物。其中脱下的氨基酸均以游离态正常存在，下时有关该过程产生的全部有机物中有关原子，基团或肽键数目的叙述错误的是( )

A.肽键数目减少4个 B.氨基和羧基分别增加4个

C.氢原子数目增加8个 D.氧原子数目增加2个

解析:题述五十肽脱掉其中的2个丙氨酸，在丙氨酸的两侧各断裂一个肽键，因此肽键数目减少4个,A正确;断裂四个肽键，即水解形成4个氨基和4个羧基，B正确:脱掉丙氨酸的过程需要4个水分子参与水解，所以氢原子数目增加8个，氧原子数目增加4个.C正确,D错误，

答案:D

题后反思:这类题考查的是对脱水缩合的熟练应用，每水解掉一个氨基酸，就会破坏2个肽键，有两个水分子参加(肽键最前面和最后面的两个氨基酸除外)。

典例5如图表示一个由153个氨基酸残基构成的蛋白质分子。下列叙述正确的是( )

A.该分子中含有152个肽键

B.参与构成该分子的氨基酸中至少有1个氨基酸含2个羧基，1个氨基酸含2个氨基

C.该分子中有1个氨基酸残基含硫

D.该分子彻底水解将产生153种氨基酸

解析:图示蛋白质分子由1条肽链构成，多肽链的两个氨基酸R基上的一NH2,和-COOH脱水缩合形成一个肽键，故该蛋白质共153个肽键.A错误;该蛋白质含有的1个二硫键，是两个“-SH”脱氢形成的,故该分子中有2个氨基酸残基含硫,C,错误;该分子彻底水解最多产生20种氨基酸,D错误。

答案:B

题后反思:R基上的氨基和羧基在特定的情况下也可以进行脱水缩合，这样可以使蛋白质的空间结构更加稳定合理,求解蛋白质的分子量时，应将此处脱去的水减去。

典例6图为某胰岛素分子及其局部放大示意图。若该胰岛素由51个氨基酸分子脱水缩合形成的，则下列有关此图的叙述中，正确的是( )

A. 人体内该分子的表达只能在胰岛B细胞内且在细胞质中游离的核糖体上合成

B.该胰岛素在合成过程中，相对分子质量比合成前减少了882，形成的肽键数为49

C.该胰岛素分子中游离的氨基，羧基数至少是2、2

D.在局部放大图中能标志不同氨基酸的标号是①③和⑤

解析:胰岛素分子的化学本质是蛋白质，只能由胰岛B细胞合成并分泌，即人体内该分子的表达只能在胰岛B细胞内，且胰岛素为分泌蛋白，则应在内质网上的核糖体上形成，A错误;该胰岛素含两条链，由51个氨基酸分子脱水缩合而成，形成49个肽键和3个二硫键，相对分子质量比合成前减少了18*49+1*6=888.B错误;由于①中含有氨基,⑤中含有羧基,所以该胰岛素分子中游离的氨基、羧基数至少是3.3。C错误;能标志不同氨基酸的R基标号是①③和⑤，D正确。

答案:D

题后反思:求解游离的氨基和游离的羧基数量时，在题干中能看到的一定要计算在内，看不到的不能确定,描述时使用“至少”，更能体现对蛋白质分子结构的深层理解。二硫键是R基上的硫基形成的，在计算蛋白质分子量时，只需要减去H的量，而不用考虑S。

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