“氨基酸缩合形成蛋白质相关计算分析”专题

“氨基酸缩合形成蛋白质相关计算的分析”专题
类型一白质中氨基酸数、肽链数、肽键数、脱水数的计算
●链状肽：肽键数＝脱水数＝氨基酸数－肽链数
●环状肽：肽键数＝脱水数＝氨基酸数
例1某蛋白质分子共有四条肽链，300个肽键，则形成这个蛋白质分子所需氨基酸分子数以及它们在脱水缩合过程中生成的水分子数分别是（）
A．296和296 B．304和304 C．304和300 D．300和300
例2氨基酸分子脱水缩合形成含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
类型二蛋白质中游离氨基和羧基数目的计算
氨基酸脱水缩合形成肽链的过程中，羧基和羟基皆被破坏，若不考虑R基中的氨基和羧基，则仅肽链的两端分别存在1个游离氨基和1个游离羧基羧基，即蛋白质中游离氨基和羧基位于蛋白质多肽链的两端及氨基酸的R基中：
●蛋白质中游离氨基（羧基）数＝肽链数+ R基中的氨基（羧基）数
＝各氨基酸中氨基（羧基）总数—肽键数
【注意】有时需考虑其他化学变化过程，如二硫键（—S—S—）的形成等，在肽链上出现二硫键时，与二硫键结合的部位要脱去两个H。

例3现有1000个氨基酸，其中氨基有1020个，羧基1050个，则由此合成的4条肽链中氨基、羧基的数目分别是（）
A．1016、1046 B．4、4 C．24、54 D．1024、1054
例4含有215个N原子的200个氨基酸，形成了5个四肽、4个六肽和1个2条肽链构成的蛋白质分子。

这些多肽和蛋白质分子中，肽键与氨基数目的最大值分别是（）
A．200和200 B．200和215 C．189和11 D．189和26
类型三蛋白质中氨基酸分子式和种类的计算
组成蛋白质的氨基酸约20种，氨基酸的多样性由R基决定，分子通式可表示为C2H4O2NR。

故此类型题目的关键是观察所给蛋白质及氨基酸的分子式，根据脱水缩合原理反向推断。

例 5 谷胱甘肽(C10H17O6N3S)是存在于动植物和微生物细胞中的一种重要三肽，它是由谷氨酸(C5H9O4N)、甘氨酸(C2H5O2N)和半胱氨酸缩合而成的，则半胱氨酸可能的分子式为（）
A．C3H3NS B．C3H5NS C．C3H7O2NS D．C3H3O2NS
例6对一条多肽链分析得知，其含有201个C、348个H、62个O、53个N，且含有3个—NH2和2个—COOH，则构成该多肽的氨基酸数目为（）
A．199 B．340 C．58 D．51
类型四蛋白质中元素种类和数目的计算
组成氨基酸的基本元素包括C、H、O、N，其中C、N在缩合反应前后数目不改变，而H、O随水的脱去而发生数目的改变。

故结合氨基酸的分子通式（C2H4O2NR）可得：
●C原子数＝各氨基酸中C原子数总数（氨基酸数×2 + R基上的C原子数）；
●H原子数＝各氨基酸中H原子数总数（氨基酸数×4 + R基上的H原子数）—脱去的水分子数×2；
●O原子数＝各氨基酸中O原子数总数（氨基酸数×2 + R基上的O原子数）—脱去的水分子数×1；
●N原子数＝各氨基酸中N原子数总数（氨基酸数×1 + R基上的N原子数）；
例7丙氨酸的R基为—CH3，谷氨酸的R基为—C3H5O2，它们缩合形成的二肽分子中，C、H、O的原子比例为（）
A．7∶16∶6 B．7∶14∶5 C．8∶12∶5 D．8∶14∶5
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（C4H7NO4）、赖氨酸（C6H14N2O2）、苯丙氨酸（C9H11NO2）。

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
类型五氨基酸的排列和多肽种类的计算
●若有n种氨基酸形成1个m肽，则形成的多肽种类为：n m
●若有n种氨基酸形成1个n肽，且每种氨基酸只包含1个，则形成的多肽种类为：n×（n-1）×
（n-2）×…×1＝n！
例9如果有足量的3种氨基酸，分别为甲、乙、丙，则它们能形成的三肽种类以及包含3种氨基酸的三肽种类最多是（）
A．9种、9种B．6种、3种C．27种、6种D．3种、3种
例10狼体内有A种蛋白质，20种氨基酸；兔体内有B种蛋白质，20种氨基酸。

狼捕食兔后狼体内的一个细胞中含有的蛋白质种类和氨基酸种类最可能是（）
A．A＋B、40 B．A、20 C．＞A、20 D．＜A、20
【巩固训练】
1、下列叙述错误的是（）
A、1条由n个氨基酸组成的肽链中含有的羧基数目和氧原子数目至少为1和n
B、通常情况下，分子式为C63H103O45N17S2的多肽化合物中最多含有16个肽键
C、n条由m个氨基酸组成的肽链中，完全水解共需要（m－n）个水分子
D、两个氨基酸脱水缩合过程中失去的水中的氢来源于氨基和羧基中的氢
2、某蛋白质由3条多肽链，N个氨基酸组成，下列关于该蛋白质说法正确的是（）
A、形成该蛋白质时产生了N个水分子
B、该蛋白质中至少含有N个肽键
C、该蛋白质中至少含有3个游离的羧基
D、合成该蛋白质至少需要20种氨基酸
3、某肽链由10个氨基酸组成，利用水解法Ⅰ可得到四个片段，即：A—P；H—V；G—L—B—T；C—T。

利用水解法Ⅱ可得到三个片段，即：A—P —G—L；T—H—V；B—T—C。

（其中字母表示氨基酸，“—”表示肽键）。

从有重叠结构的各个片段的顺序中可推断出该肽链的氨基酸序列为（）
A、A—P—H—V—G—L—B—T—C—T
B、A—P—G—L—B—T—C—T—H—V
C、T—H—V—A—P—G—L—B—T—C
D、G—L—B—T—A—P—H—V—C—T
4、由m个氨基酸构成的一个蛋白质分子，含n 条肽链，其中z条是环状多肽。

该蛋白质分子中含有的肽键数为（）
A、m－z＋n
B、m－n－z
C、m－n＋z
D、m＋z＋n
5、某蛋白质的结构示意图如下，其中—S—S—表示连接两条相邻肽链的二硫键。

若该蛋白质由m 个氨基酸构成，则每摩尔该蛋白质在形成时生成的水分子摩尔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
6、某三十九肽中共有丙氨酸4个，现去掉其中的丙氨酸得到4条长短不等的多肽（如图），这些多肽中肽键总数为（）
A、31
B、32
C、34
D、35
7、分析多肽E和多肽F得到以下结果(单位/个)：
两种多肽中氨基酸的数目最可能是（）
A、E：199 F：181
B、E：340 F：281
C、E：58 F：53
D、E：51 F：49
8、免疫球蛋白IgG的结构示意图如下图，其中—S—S—表示连接两条相邻肽链的二硫键。

若该IgG由m个氨基酸构成，则该IgG有肽键数（）
A．m B．(m＋1) C．(m－2) D．(m－4)
9、现有氨基酸800个，其中氨基总数为810个，羧基总数为808个，则由这些氨基酸合成的含有2条肽链的蛋白质共有肽键、氨基和羧基的数目依次分别为（）
A．798、2和2 B．798、12和10 C．799、1和1 D．799、11和9
10、致病细菌分泌的外毒素，无色、细针状结晶，对小鼠和人体有很强的毒性，可引起流涎、呕吐、便血、痉挛等，最终导致死亡。

该外毒素为环状肽，结构式如下图所示：
请据图分析回答：
（1）该化合物中含有______个游离的氨基，______个游离的羧基；
（2）组成该化合物的氨基酸有________种，其中重复出现的R基是，请写出氨基酸的结构通式________ ；
（3）该化合物称为肽化合物，含有______个肽键；
（4）B框所示的R基所构成的氨基酸的相对分子质量是________；
（5）该外毒素在环状肽形成过程中失去了______个水分子，相对分子质量减少了______。

11、经测定某多肽分子式为C21HxOyN4S2(无二硫键)。

已知该多肽是由下列氨基酸中的几种作原料合成的：苯丙氨酸(C9H11NO2)，天冬氨酸(C4H7NO4)，丙氨酸(C3H7NO2)，亮氨酸(C6H13NO2)，半胱氨酸(C3H7NO2S)。

请回答：（1）该多肽共由______个氨基酸组成，参与的氨基酸的种类与数目为_______________________ ______________________________；
（2）该多肽分子中的H原子数是________，O原子数是________；
（3）控制该多肽合成的mRNA上至少有________种不同的密码子(不考虑终止密码子)。

12、请解答氨基酸与蛋白质的相关问题：
（1）现有氨基酸600个，其中氨基总数为610个,羧基总数为606个，则由这些氨基酸合成的含由两条肽链的蛋白质共有肽肽键.氨基和羧基的数目分别是________、________、________；
（2）已知某种动物激素是一种链状“十九肽”，其分子式可表示为CxHyOzNwS(z≥22，w≥20)，经测定，其彻底水解的产物只有以下五种氨基酸：
分析推算可知，1个该“十九肽”分子彻底水解需水分子________个，水解后可产生________个赖氨酸，________个天冬氨酸(用x、y、z或w表示)。