氨基酸的计算.doc

此文档收集于网络，仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除 有关蛋白质计算的几种类型1.已知氨基酸、肽链数目，求肽键数、失水数和氨基、羧基数目。2.已知氨基酸种类，求形成多肽的种类已知蛋白质（多肽）的分子式，求形成该蛋白质的某种AA的数目。. 4.与基因控制蛋白质合成有关的蛋白质计算。 5与化学有关的计算（利用反应前后平均相对分子质量守恒进行计算）。1条肽链n条肽链氨基酸平均相对分子质量aA氨基酸数目mm肽键数目m-1m-n脱去水分子数m-1m-n多肽相对分子质量ma-（m-1）*18ma-（m-n）*18氨基数目至少1个至少n个羧基数目至少1个至少n个1.已知氨基酸、肽链数目，求肽键数、失水数和氨基、羧基数目例如：人的血红蛋白是由574个氨基酸构成，共计形成4条多肽链，则形成的血红蛋白共失去水分子_个。直链多肽：肽键数=失水数=消耗的氨基、羧基数=AA数-肽链数环状多肽：肽键数=失水数=消耗的氨基、羧基数=AA数直链多肽：游离的氨基（羧基）数=AA反应前氨基（羧基）数-消耗的氨基（羧基）数环状多肽：游离的氨基（羧基）数=AA反应前氨基（羧基）数-AA数2.已知氨基酸种类，求形成多肽的种类例：现有A、B、C、D、E5种AA，让它们足量混合能够形成五肽多少种？包含这5种AA的五肽有多少种？可以重复时55555不能重复时543213.已知蛋白质（多肽）的分子式，求形成该蛋白质的某种AA的数目例2。现有一种“十二肽”，分子式为CxHyNzOd（z12，d13）。已知将它彻底的水解后只得到下列AA：问：将一个“十二肽”彻底水解后，可生成_个赖氨酸和_个天门冬氨酸。5.与化学有关的计算（利用反应前后平均相对分子质量守恒进行计算）1.氨基酸的排列与组合计算：蛋白质分子的多样性除了氨基酸的种类、数量外，更多的是因为氨基酸排列次序的多样性。这涉及数学中的排列组合：由甲、乙、丙三种氨基酸组成的三肽的种类为3！，即321=6种，这是数学中的排列；在某反应容器中给足量的甲、乙、丙三种氨基酸，则该容器内可能生成的三肽种类为333=27，这就要用到数学中的排列与组合了。2.蛋白质相对分子质量的计算：主要涉及蛋白质平均分子量的计算、多肽链合成过程中脱水数目及形成肽键数目的计算、蛋白质水解所需水分子的数目计算、蛋白质中氨基和羧基数目的计算、氨基酸的排列顺序等。在蛋白质的脱水缩合形成过程中：脱去的水分子数形成的肽键数氨基酸总数肽链数蛋白质1条肽链m个氨基酸组成的蛋白质n条肽链m个氨基酸组成的蛋白质脱水分子数=水解所需水分子数m1mn具有的肽键数目m1mn具有R基数目mm至少具有的游离氨基数目1n至少具有的游离羧基数目1n相对分子质量（设氨基酸平均相对分子质量为p）m p18（m1）18是水的分子质量m p18（mn）-（2n2）1(两条肽链的二硫键失去H的，一般不考虑）3.蛋白质分子中游离氨基、羧基数量的计算：每个氨基酸至少含有一个氨基和一个羧基，在缩合反应中，前一个氨基酸的羧基与后一个氨基酸的氨基形成肽键，因此一条肽链中至少有一个氨基（肽链前端）和一个羧基（肽链末端），且R基中的氨基或羧基不参与反应，因此，蛋白质分子中游离的氨基或羧基数就等于肽链数加R基中的氨基或羧基数。如有1000个氨基酸，其中氨基1050，羧基1020，则由这1000个氨基酸形成的由4条肽链组成的蛋白质分子中游离的氨基数为：4+50=54；游离的羧基数为：4+20=24。4.氨基酸中各原子数量的计算 氨基酸的结构通式为：（如图）， 因此，只要知道R基中的各种原子数，就可以求出氨基酸分子中各原子的数量。如某氨基酸的R基为C5H7O4N，则该氨基酸中的C原子数=2+5=7；H原子数=4+7=11；O原子数=2+4=6；N原子数=1+1=2。高二生物生命的基础有关计算专题复习（一）.有关氨基酸、蛋白质的相关计算1.一个氨基酸中的各原子的数目计算：C原子数R基团中的C原子数2，H原子数R基团中的H原子数4，O原子数R基团中的O原子数2，N原子数R基团中的N原子数12.肽链中氨基酸数目、肽键数目和肽链数目之间的关系：若有n个氨基酸分子缩合成m条肽链，则可形成(n-m)个肽键，脱去(n-m)个水分子，至少有NH2和COOH各m个。游离氨基或羧基数肽链条数R基中含有的氨基或羧基数。例（2005上海生物30）某22肽被水解成1个4肽，2个3肽，2个6肽，则这些短肽的氨基总数的最小值及肽键总数依次是（C）A、6 18 B、5 18 C、5 17D、6 17解析：每条短肽至少有一个氨基（不包括R基上的氨基），共有5个短肽，所以这些短肽氨基总数的最小值是5个；肽链的肽键数为n1,所以肽键数为（41）2（31）2（61）=17。例（2003上海）人体免疫球蛋白中，IgG由4条肽链构成，共有764个氨基酸，则该蛋白质分子中至少含有游离的氨基和羧基数分别是（ D） A746和764 B760和760 C762和762 D4和43.氨基酸的平均分子量与蛋白质的分子量之间的关系：n个氨基酸形成m条肽链，每个氨基酸的平均分子量为a，那么由此形成的蛋白质的分子量为：na-(n-m)18 (其中n-m为失去的水分子数，18为水的分子量)；该蛋白质的分子量比组成其氨基酸的分子量之和减少了（n-m）18。（有时也要考虑因其他化学建的形成而导致相对分子质量的减少，如形成二硫键。例（2003上海）某蛋白质由n条肽链组成，氨基酸的平均分子量为a，控制该蛋白质合成的基因含b个碱基对，则该蛋白质的分子量约为（ D） A B C D 4.在R基上无N元素存在的情况下，N原子的数目与氨基酸的数目相等。5.蛋白质分子完全水解时所需的水分子数蛋白质形成过程中脱下的水分子数。6.有关多肽种类的计算：假若有n种氨基酸，由这n种氨基酸组成多肽的情况，可分如下两种情形分析。（1）每种氨基酸数目无限的情况下，可形成m肽的种类为nm种；（2）每种氨基酸数目只有一种的情况下，可形成m肽的种类为n（n1）（n2）1种m例 称取某多肽415g，在小肠液的作用下完全水解得到氨基酸505g。经分析知道组成此多肽的氨基酸平均相对分子质量为100，此多肽由甘氨酸、丙氨酸、半胱氨酸3种氨基酸组成，每摩尔此多肽含有S元素51mol。3种氨基酸的分子结构式如下： （1）小肠液为多肽的水解提供的物质是_。 （2）组成一分子的此多肽需氨基酸个数为_。 （3）此多肽分子中3种氨基酸的数量比为_。 （4）控制此多肽合成的基因片段至少有脱氧核苷酸个数为_。 解析 第（2）小题由题意可知，415g此多肽完全水解需要水505g-415g=90g，即形成415g此种多肽需要脱去90g水。415g此多肽形成时，需要氨基酸505100505（mol），脱水90185(mol)，所以在形成此多肽时需要的氨基酸摩尔数与合成时脱去的水分子摩尔数之比为：5055=1.01。设该肽链上的氨基酸残基数目为n，则该肽链上的氨基酸残基数目与在形成该肽链时脱去的水分子数之比：n（n-1）。得n（n-1）=101，解此方程得n=101。所以此多肽为101肽。第（3）小题由于某摩尔此多肽含有S元素51mol，可知，一分子此多肽需由51分子的半胱氨酸脱水形成。所以，可利用平均分子量计算求解此多肽分子中三种氨基酸的数量比。根据三种氨基酸的结构式可知： 甘氨酸的分子量为75；丙氨酸的分子量为89；半胱氨酸的分子量为121。 设形成此多肽需甘氨酸a个，则有： 75a89（10151a）12151101100解得：a=37 ；101-51-a=13 即，此多肽中三种氨基酸的数量比是： 甘氨酸:丙氨酸:半胱氨酸 = 37:13:51 第(4)小题中由mRNA翻译成蛋白质时，是3个碱基决定一个氨基酸，基因转录成mRNA时是以其中的一条链为模板转录的，而基因中有两条链，所以指导合成多肽的基因中的脱氧核苦酸数为多肽中的氨基酸总数乘6。 答案 （1）肽酶 （2）101肽 （3）甘氨酸：丙氨酸：半胱氨酸=54551 （4）606 例、现有一种“十二肽”，分子式为CXHYNZOW（Z12，W13）。已知将它们彻底水解后得到下列氨基酸： CH2 SH 半胱氨酸：NH2 C COOH 丙氨酸：CH3 CH COOH H NH2 天门冬氨酸：HOOC CH2 CH COOH NH2 赖氨酸：H2N CH2 （CH2）3 CH COOH NH2 苯丙氨酸： CH2 CH COOH NH2 请回答下列问题： （1）该“十二肽”的合成发生在细胞的 中（写细胞器）。 （2）1个该“十二肽”分子水解时需要的水分子数是 个。 （3）合成该多肽时，需要 个遗传密码，与该多肽相应的基因（DNA分子）上至少有 个嘧啶碱基。 （4）将一个该“十二肽”分子彻底水解后有 个赖氨酸和 个天门冬氨酸。 解析：由于在半胱氨酸、丙氨酸、天门冬氨酸、苯丙氨酸中都只含有1分子“N”，而赖氨酸中含有2分子“N”。又知，该十二肽由12个氨基酸组成，如果只含有1个赖氨酸，则可知，该十二肽含有13分子“N”；每增加1个赖氨酸，该十二肽都会增加1分子“N”。即，如果CXHYNZOW（Z12，W13）含有13分子“N”，水解后的赖氨酸分子数为13-12=1；如果CXHYNZOW（Z12，W13）含有14分子“N”，水解后的赖氨酸分子数为14-12=2，依此类推。 所以，将一个该“十二肽”分子彻底水解后有（Z-12）个赖氨酸。 由于在半胱氨酸、丙氨酸、赖氨酸、苯丙氨酸中都只含有1分子“COOH”，而天门冬氨酸中含有2个“COOH”。该十二肽由12个氨基酸脱水缩合形成过程中，有11个氨基酸分别拿出一个“COOH”来进行脱水缩合，而且每个“COOH”都脱掉一分子的“OH”剩下一分子“O”。根据分析可知，如果只含有1个天门冬氨酸，该十二肽含有15（212-11=13，13+2=15）个“O”；每增加1个天门冬氨酸，该十二肽都会增加2个“O”。即，如果CXHYNZOW（Z12，W13）含有15个“O”，水解后的天冬氨酸分子数为 =1；如果CXHYNZOW（Z12，W13）含有15+2=17个“O”，水解后的天门冬氨酸分子数为 =2，依此类推。 所以，将一个该“十二肽”分子彻底水解后有 个天门冬氨酸。 1、构成生物体的氨基酸的特点：至少含一个氨基和一个羧基，并且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上。 2、已知氨基酸的R基，求氨基酸中的原子数3、已知氨基酸的R基，求氨基酸形成的肽链中的原子数。（考虑失去水水分子H2O，并知道OH来自COOH，H来自NH2）4、已知氨基酸的个数、肽链数，求形成的蛋白质（肽链）时失去的水分子数（肽键数）失去的水分子数=肽键数=氨基酸的个数肽链数5、已知氨基酸的个数、肽链数，求蛋白质的相对分子量。蛋白质的相对分子量=氨基酸的分子量之和失去的水分子数之和蛋白质的相对分子量=氨基酸的个数x氨基酸的平均相对分子量（氨基酸的个数肽链数）x186、已知蛋白质的分子式，求形成蛋白质的氨基酸的最多个数或最多失去的水分子数（肽键数）分子式中原子最少原则7、（2）关于氨基酸形成肽时失水数、肽键数的计算：失水数肽键数=氨基酸数肽链数（3）在氨基酸的通式中，R基中一般不出现NH2或COOH，既使出现，也只能出现其中的一个，且不与另一个NH2或COOH连在同一个碳原子上，也不参与形成肽键 ，所以蛋白质中含的氨基数=氨基酸中的氨基数肽键数=肽链数+R基中的氨基数。蛋白质中含的羧基数=氨基酸中的羧基数肽键数=肽链数+R基中的羧基数（4）蛋白质的分子量计算公式：蛋白质的相对分子质量=氨基酸相对分子质量的和失去水的相对分子质量的和2倍的二硫键数=氨基酸数氨基酸的平均相对分子质量18（氨基酸数肽链数）2倍的二硫键数 至少氨基和羧基的数目=肽链数 肽键数=氨基酸数肽链数 肽键数=脱去水分子数目 蛋白质的相对分子量=氨基酸数目 氨基酸平均分子量18 水的分子量据下列结构式，回答问题： CH3 H H | H2NCCONHCCONHCCOOH H CH2 CH2 CO COOH NH2 （1）该化合物中有种氨基酸。（2）该化合物中有个肽键。（3）该化合物是由个氨基酸失去分子水而形成的， 这样的反应叫做 。 （4）该化合物叫做 。 1、两个氨基酸缩合成二肽产生一个水分子，这个水分子中的氢来自（ ） A、氨基 B、R基 C、氨基和羧基 D、羧基 2、通常情况下，分子式C63H103O65N17S2的多肽化合物中最多含有肽键（ ） A、63个 B、62个 C、17个 D、16个 3、蛋氨酸的R基是-CH2-CH2-S-CH3，它的分子式是（ ） A、C5H11O2NS B、C3H7S C、C4H11O2S D、C5H10O2N4、一条肽链共有76个肽键，则它所含的氨基和羧基的数目至少分别是（ ） A、77和77 B、76和76 C、6和6 D、1和15、某蛋白质的四条肽链中共有570个肽键，则它水解后含有氨基酸_个，那么它含的氨基和羧基的数目至少分别是_个。（ ） A、571、1和1 B、570、4和4 C、574、4和4 D、574、1和16、已知20种氨基酸的平均分子量是128，现有一蛋白质分子由两条多肽链组成，共有肽键98个，问此蛋白质的分子量接近于（ ） A、12800 B、12544 C、11036 D、12288关于“氨基酸、肽键、缩合失水数、肽链的数目”计算例1、某蛋白质由两条多肽链构成，共有肽键500个，缩合成两条肽链的氨基酸分子数和生成的水分子数分别是（ ） A.498和498 B.500和500 C.502和500 D.501和500解析：由氨基酸形成多肽化合物的方式是脱水缩合，每两个氨基酸之间缩合时要失去一分子的水，同时形成一个肽键，多肽化合物呈链状不呈环状，多肽化合物再经过螺旋、折叠方式等形成复杂的空间结构后就是具有生物活性的蛋白质。由此可得等量关系：肽键个数=缩合失水分子数=蛋白质水解成氨基酸时的需水分子数=氨基酸分子总个数肽链条数。本题答案为C。2 关于“蛋白质相对分子量”的计算例2、已知20种氨基酸的平均分子量是128，现有一蛋白质分子由两条多肽链组成，共有肽键98个，问此蛋白质的分子量最接近于（ ）A.12800 B.12544 C.11036 D.12288解析：由氨基酸形成蛋白质的过程中要缩合失水，所以蛋白质的相对分子量=氨基酸的平均分子量氨基酸总的分子数18缩合失水分子数。上题中的“蛋白质”由98+2=100个氨基酸组成，该蛋白质的分子量为：1281001898=11036，答案为C3 关于“多肽化合物种类数”的计算例3、若以三种氨基酸为原料，可以合成不同结构的三肽物质有（ ）种。A.6种 B.9种 C.27种 D.无数种解析：由三个氨基酸缩合而成的化合物叫三肽，形成三肽化合物的三个氨基酸可以是同种，也可以是不同种的氨基酸。由于题设条件是“三种氨基酸”，数量不定，所以合成不同结构的三肽物质的种数应是P33=27。如果将题设条件改为“以三个不同种类的氨基酸为原料”，则合成不同结构的三肽物质的种数便是321=6种。本题答案为C。4 关于“多肽中游离的氨基和羧基数目”的计算例4、某一多肽链内共有肽键109个，则此分子中含有NH2和COOH的数目至少为（ ）A.110、110 B.109、109 C.9、9 D.1、1解析：多肽化合物呈链状，根据氨基酸脱水缩合的知识可知：一条肽链的一端必定含有一个氨基，另一端必定含有一个羧基；每形成一个肽键，就要损失一个氨基和一个羧基。所以存在下列等量关系：多肽化合物中含有氨基或羧基的至少个数=肽链的条数；多肽化合物中含有氨基（或羧基）的实际个数=缩合前各个氨基酸中的氨基（或羧基）总个数多肽化合物中肽键的总个数。本题答案为D。系列二、氨基酸及其相关计算疑难解读及能力训练福建省上杭县高级中学江建来一、氨基酸的种类自然界中氨基酸种类很多，但生物体内构成蛋白质的氨基酸大约有20种，人体内氨基酸可分为两大种类：二、氨基酸结构通式的特点H2CCOOHR1、NO2和COOH数目：它们都至少含有一个一NH2和一个COOH，但并非只有一个NH2和一个COOH，结合氨基酸的结构通式NH可知在R基团中可以含有数量不同的NH2或COOH。2、NH2和COOH位置：都有一个NH2和一个-COOH，连在同一个碳原子上，但并非所有的-NH2和COOH都连在同一个碳原子上。即都它们都为氨基酸。3、氨基酸、肽键、失去水分了数及多肽的相对分子质量。由氨基酸的脱水缩合过程可总结如正规律：(仅指直链多肽)氨基酸平均相对分子质量氨基酸数目肽键数目脱去水分子数肽类相对分子质量氨基数目羧基数目一条肽链mm1m1ma18(m1)至少一个(R基上还可能含有氨基)至少一个(R基上还可能含有羧基)n条肽链mmnmnma18(mn)至少n个至少n个【特别提示】如果n个氨基酸形成若干个环状多肽，则蛋白质分子形成过程中肽键数目等于氨基酸数目，可表示为：失去水分子数=肽键数=氨基酸总数。4、肽链数目与多肽(蛋白质)分子中氨基或羧基数目的关系因为每个直链多肽分子的主链只有一个游离的氨基(NH2)及一个游离的羧基(COOH)，所以直链多肽分子的数目=全部直链多肽分子的主链上游离的氨基(NH2)数目=全部直链多肽分子的主链了游离的羧基数目，但由于组成多肽的各氨基酸的侧链R基上可能含有氨基或羧基，若不考虑其参与形成化学键，则：全部直链多肽分子的游离的氨基(NH2)数目=直链多肽分子的数目+组成多肽的各氨基酸的侧链R基上所含有的氨基(NH2)的数目。全部直链多肽分子的游离羧基(COOH)数目=直链多肽分子的数目+组成多肽的各氨基酸的侧链R基上所含有的羧基(COOH)的数目。5、氨基酸形成的蛋白质的相对分子质量蛋白质相对分子质量=氨基酸相对质量总和失去水分子的相对分子质量总和。注：有对还要考虑些其他化学变化过程，如二硫键(SS)形成等。6、氨基酸与相应DNA及RNA片段中碱基数目之间的关系。DNA(基因)信使RNA蛋白质碱基数6：碱基数3：氨基酸数1其中，对真核生物而言，上式中的DNA片段相当于基因结构中的外显子。7、氨基酸的排列与多肽的种类假若有A、B、C三种氨基酸，由这三种氨基酸组成多肽的情况可分如下两种情形分析：A、B、C三种氨基酸，每种氨基酸数目无限的情况下，可形成肽类化合物的种类：形成三肽的种类：333(33=27种)形成二肽种类：33(33=9种)A、B、C三种氨基酸,且每种氨基酸只有一个的情况下,形成肽类化合物的种类：形成三肽的种类：321(321=6种)形成二肽的种类：32(32=6种)8、蛋白质(或多肽)的PH值与氨基或羧基数目的关系。由于氨基(NH2)能接受H+而呈碱性，羧基(COOH)能电离出H+而呈酸性，且两者PH值相当，所以氨基酸、蛋白质(或多肽)均能表现出两性，但由于整个分子中氨基和羧基数目不一定相同，当氨基的数目分别等于、小于、大于羧基的数目时，整个分子依次呈中性、酸性和碱性。二、能力训练1、人体血红蛋白由两条a链和两条链构成，a链和链分别由141个和146个氨基酸组成，请分析回答：(1)组成人体血红蛋白的氨基酸种类数最多约为_种，形成_个肽键，写肽键的结构简式_。(2)控制该蛋白质合成的基因至少含有_个脱氧核苷酸。2、下列物质中，有的属于构成人体的氨基酸，有的不是，若将其中构成人体的氨基酸脱水缩合形成化合物，则其中含有的氨基，羧基和肽键的数目分别是()H2NCH2COOHH2NCH2CH2OHH2NCHCH2COOHCOOHH2NCHCH2COOHNH2H2NCH(CH2)4NH2COOHA、3、3、2B、4、3、3C、2、2、2D、3、4、23、两条肽链分别由360个氨基酸和380个氨基酸组成，若每个氨基酸的平均相对个子质量为a，则两肽链之间相差的肽键数和相对分子质量分别是()A、19和19aB、19和19a-1918C、20和20aD、20和20a-20184、假设一个蛋白质分子是由2条肽链共500个氨基酸分子组成的，则此蛋白质分子中的COOH数目至少为()A、2个B、501个C、502个D、1个5、某22肽被水解成1个4肽，2个3肽，2个6肽，则这些短肽的氨基总数的最小值及肽键总数依次是()A、618B、518C、517D、617附参考答案1、(1) 20、570、NHCO(2)34442、C3、D4、A5、C关于氨基酸的计算问题题目：分析多肽E和多肽F得到以下结果（单位：个）元素或者基团 C H O N 氨基 羧基多肽E 201 348 62 53 3 2多肽F 182 294 55 54 6 1多肽E和多肽F中氨基酸的个数最可能是（ ）A.199 181 B.340 281 C.58 53 D.51 49蛋白质计算问题归类解析计算题是生物试题中常见题型之一。蛋白质中氨基酸、氨基、羧基、肽链、肽键、脱水数、分子量等各因素之间数量关系复杂，为生物计算题型的命题提供了很好的素材。现对此归类如下：1.有关蛋白质相对分子质量的计算例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：1001101，肽键数为100，脱水数也为100，则依上述关系式，蛋白质分子量1011281001811128。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.12800 B.11018C.11036 D.8800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100298，所以，蛋白质的分子量128100189811036，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 1024 B. 898 C 880 D. 862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 1288 18=880，答案为C。2.有关蛋白质中氨基酸数、肽链数、肽键数、脱水数的计算在解答这类问题时，必须明确的基本知识是蛋白质中氨基酸数、肽链数、肽键数、脱水数的数量关系。基本关系式有：个氨基酸脱水缩合形成一条多肽链，则肽键数(1)个；个氨基酸脱水缩合形成条多肽链，则肽键数()个；无论蛋白质中有多少条肽链，始终有：脱水数肽键数氨基酸数肽链数例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、50 C. 52、50D.50、49 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9001850，依上述关系式，氨基酸数肽键数肽链数50252，答案为C。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：据脱水量，可求出脱水数190818106，形成某蛋白质的氨基酸的分子质量之和11935190813843，则氨基酸总所以肽链数氨基酸数脱水数=1091063，答案为C。变式2：现有一分子式为C63H103O45N17S2的多肽化合物，已知形成该化合物的氨基酸中有一个含2个氨基，另一个含3个氨基，则该多肽化合物水解时最多消耗多少个水分子？解析：本题首先要搞清楚，多肽水解消耗水分子数=多肽形成时生成水分子数；其次，要知道，要使形成多肽时生成的水分子数最多，只有当氨基酸数最多和肽链数最少两个条件同时满足时才会发生。已知的2个氨基酸共有5个N原子，所以剩余的12个N原子最多可组成12个氨基酸（由于每个氨基酸分子至少含有一个NH2），即该多肽化合物最多可由14个氨基酸形成；肽链数最少即为1条，所以该化合物水解时最多消耗水分子数14113。变式3：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1 B. 51和2 C. 44和1 D. 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和，则有 12818（）5646尽管1个方程包含2个未知数，但和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。3有关蛋白质中至少含有氨基数和羧基数的计算例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、 100 B. 4、 4 C. 100、100 D. 96、96解析：以一条由n个氨基酸组成的肽链为例：在未反应前，n个氨基酸至少含有的COOH和NH2的数目都为n(因每个氨基酸至少含有1个COOH和 1个NH2)，由于肽链中包括(n1)个肽键，而形成1个肽键分别消耗1个COOH和 1个NH2，所以共需消耗(n1) 个COOH和 (n1)个NH2 ，所以至少含有的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，所以至少含有COOH和NH2的数目都为4，答案为B。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、366 B. 362、362C . 4、 4 D. 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。4有关蛋白质中氨基酸的种类和数量的计算例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： 该多肽是多少肽？该多肽进行水解后，需 个水分子，得到 个甘氨酸分子， 个丙氨酸分子。解析： 从该多肽水解后得到的4种氨基酸的结构式可以看出，每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，所以该多肽是由10个氨基酸缩合形成的，因而为10肽。 10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+19 1)，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。) 例解“有关蛋白质的计算” 2010-06-03 23:20来源: 作者： 网友评论 0 条 浏览次数 61 研究蛋白质有时需要计算其组成的氨基酸的数目、形成的肽键、肽链等问题，因为蛋白质的结构很复杂，解决这类问题，需要在蛋白质结构的各个层次上有目的地分析相关的数学关系。1 蛋白质的结构有多个层次1.1氨基酸每个氨基酸都有这样一个c原子，同时连结有一个游离的氨基(NH2)、一个游离的羧基(-COOH)、一个H原子、和一个R基(不同的氨基酸R基不同)。R基中没有氮原子时(R基中的氮原子可能在氨基中，也可能在其它基团中)，一个氨基酸一个氮原子。 R基中没有氧原子时(R基中的氧原子可能在羧基中，也可能在其它基团中)，一个氨基酸两个氧原子。氨基酸的缩合 不考虑R基中的氨基和羧基，两个氨基酸共有两个氨基和两个羧基。两个氨基酸缩合形成二肽，二肽分子一端是氨基，另一端是羧基。一个氨基和一个羧基缩合形成肽键，失去一分子水少了两个氢原子和一个氧原子，而氮原子等没有减少。 1.3肽链多个氨基酸缩合形成一条肽链，它们之间以肽键相连：两个氨基酸形成一个肽键、三个氨基酸形成两个肽键，一条肽链中肽键数=氨基酸数1。不考虑各氨基酸R基中的氨基和羧基，肽链一端是游离的氨基，另一端是游离的羧基。余的氨基和羧基缩合形成了肽键。有些多肽形成环肽，肽链首尾相连，两端的氨基与羧基也缩合形成了肽键。“环肽中肽键数=氨基酸数”。蛋白质一个蛋白质可能是一条肽链盘曲折叠形成，也可能是几条肽链形成。肽链间不会以肽键相连，如果肽链间由肽键相连，那就是一条肽链。每条肽链中：肽键数：氨基酸数-1；多条肽链中：肽键数=氨基酸数一肽链数。2计算蛋白质中的相关问题可分为四类2.1 计算多肽或蛋白质中肽键数目、缩合失去水分子数、水解需要水分子数 肽键的数目=氨基酸缩合失去水分子数=完全水解成氨基酸需要水分子数。一般都从肽键形成来分析，应用“一条肽链中：肽键数=氨基酸数-1”、“多条肽链中：肽键数=氨基酸数一肽链数”等进行计算。例1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，赠这些短肽的肽键总数、分解成这些小分子肽所需的水分子数分别为?解析：水解共形成1+2+3+3=9条肽链。这九条肽链的肽键总数=51-9=42；分解成这些小分子肽并不是完全水解，而是一条肽链变成九条多肽，只破坏了8个肽键，即只需要有8分子水。 参考答案：42；8。 【例2 由m个氨基酸构成的一个蛋白质分子，含n个多肽，其中=条是环状多肽，这个蛋白质分子完全水解共需水分子数?解析：n个多肽如果认为都是肽链，每条肽链：肽键数=氨基酸数-1，这个蛋白质完全水解成氨基酸，破坏的肽键数=m-n；环肽中氨基酸数=肽键数，每一个环肽比相同氨基酸数量的肽链多一个肽键，这n条肽链有z个环肽，即“m-n”多减了z个肽键。参考答案：m-n+z。2.2 计算多肽或蛋白质中游离氨基、羧基数目不考虑R基，一条肽链只有一个氨基、一个羧基。至少含有的游离氨基或羧基数=肽链数，至少是说R基中没有氨基、羧基。所有的氨基或羧基数=肽链数+R基中含有的氨基或羧基数。例3现有1000个氨基酸，其中氨基有1020个，羧基有1050个，由此合成的4条多肽链中共有肽腱、氨基、羧基的数目是( )A90010161046 B999 1 1C9962454D99610161046解析：这1000个氨基酸，如果R基中无氨基和羧基，共有1000个氨基和1000个羧基，即可知R基中有氨基20个、羧基50个。由这种1000氨基酸形成4条肽链，形成肽键1000-4=996；“氨基或羧基数=肽链数+R基中含有的氨基或羧基数”，这4条肽链共有氨基4+20=24，共有羧基4+50=54。参考答案：c。2.3计算多肽或蛋白质中特定种类的氨基酸的数目 多肽或蛋白质由一定数量氨基酸组成，要计算其中某种氨基酸的数目，必须找到该种氨基酸与其它氨基酸不同的特点，而这一特点要在R基中来寻找不同的氨基酸就是因为R基的不同。例4现有一种“十二肽”，分子式为CxHyNzOwS。已知将它彻底水解后只得到下列氨基酸：一分子该“十二肽”彻底水解后可产生_个赖氨酸和_个天门冬氨酸。解析：要分别算赖氨酸和天门冬氨酸，要找它们区别于其它氨基酸的特点。(1) 只有赖氨酸R基中有氮原子，并且只有一个氮原子，赖氨酸数：R基中的氮原子数。这12个游离氨基酸中所有的N原子数为z。因为氮原子缩合中不减少；除R基外这12个氨基酸所有的氮原子数为12。因为排除R基中的氮原子，每个氨基酸只有一个氮原子；R基中的N原子数为z-12，可知赖氨酸的数目=z-12。(2) 只有天门冬氨酸R基中有氧原子，并且是有两个氧原子，天门冬氨酸数=(R基中的氧原子数)/2。这12个游离氨基酸中所有的氧原子数=w+11。因为12个氨基酸缩合时失去11分子水，氧原子减少了11个；除R基外这12个游离氨基酸中所有的氧原子数为12x2=2A-。因为排除R基中的氧原子，每个氨基酸有两个氧原子；R基中的氧原子数=w+11-24，可知天门冬氨酸的数目=(w+11-24)2。参考答案：赖氨酸的数目：z-12：天门冬氨酸的数目：(w+11-24)/2。2.3 计算氨基酸数目要计算多肽中的氨基酸数，应该寻找各氨基酸的共性。用氮原子判断，各氨基酸的共性：排除R基中的氮原子，每个氨基酸一个氮原子。氮基酸数=多肽总的氮原子数R基中氮原子数。“多肽总的氮原子数”即“组成多肽所有氨基酸的氮原子数”，减去R基中的氮原子后，每一个氨基酸一个氮原子。用氧原子判断，各氨基酸的共性：排除R基中的氧原子，每个氨基酸两个氧原子。氮基酸数：(多肽总的氧原子数+失去水分子数R基中氧原子数)/2，“多肽总的氧原子+失去水分子数”即“组成多肽所有氨基酸的氮原子数”，减去R基中的氧原子后，每一个氨基酸有两个氧原子。例5分析多肽E得到以下结果(表1)：多肽E中氨基酸的数目最可能是多少?解析：分析多肽E，有3个氨基、2个羧基，即多肚E的R基中有2个氨基、1个羧基。设多肽E由n个氨基酸组成。由氮原子判断，n=53-R基中氮原子数。R基中有2个氨基，即R基中最少有2个氮原子(R基其它基团也可能有氮原子)。n最大为：53-2=51。用氧原子判断，n=(62+失去水分子数R基中氧原子数)，2。失去水分子数为n-1，R基中有1个羧基，即R基最少有2个的氧原子(R基其它基团也可能有氧原子)。如果认为R基只有2个氧原子，n=62+(n-1)-212。n最大为：59。即多肽E中氨基酸数最可能为51。例6有一条多肽链，分子式为CxHyOpNqS，将它彻底水解后，只得到下列四种氨基酸。分析推算可知，水解得到的氨基酸个数为( )Aq+1Bp-1Cq-2Dp+l解析：设该多肽氨基酸数为n。用氮原子判断，n=q-R基中氮原子数，只有赖氨酸R基中有一个氮原子，但赖氨酸的数目无法知道，R基中氮原子数也就无法知道。用氮原子无法判断。用氧原子判断，这四种氨基酸的R基中都没有氧原子，形成该多肽失去水分子数为n-1，n=p+(n-1)-0/2，可推知n=p-1。参考答案：B。 一组有关蛋白质的计算题教学论文2009-04-20