与蛋白质相关的三种计算解题策略

与蛋白质相关的三种计算解题策略

[方法依据]可将肽链看作“C”与“—CO—NH—”交替连接构成的基本骨架，在“C”上连接着R基和H，在肽链的两端分别是游离的“—NH2”和“—COOH”，如下图所示：

[妙法指津]结合上面的示意图，可以得出如下规律：

(1)缩合时脱去的水分子数=肽键数=氨基酸数-肽链数。

(2)蛋白质中氨(羧)基数=肽链数+R基上的氨(羧)基数=各氨基酸中氨(羧)基的总数-肽键数。

注意如果不考虑R基上的氨(羧)基数，一条多肽链中，至少含有一个游离氨(羧)基;若蛋白质分子由多条肽链构成，则至少含有的氨(羧)基数等于肽链数。

(3)蛋白质的相对分子质量=氨基酸总相对分子质量(氨基酸个数×氨基酸平均相对分子质量)-失水量(18×脱去的水分子数)。

注意有时还要考虑其他化学变化过程，如肽链上出现二硫键(—S—S—)时，要再减去2(即两个H)。

(4)若为环状多肽，则可将公式中的肽链数视为零，再进行相关计算。

[典例剖析]已知氨基酸的平均相对分子质量为128，测得某蛋白质的相对分子质量为5646，则组成该蛋白质的氨基酸数、肽链数以及至少游离的氨基数分别为()

A.51、1、51

B.51、2、2

C.51、2、51

D.44、2、2

解析解题时可采用“列方程求解”的方法。设氨基酸数为n，肽链数为x，则n×128=5646+(n-x)×18，化简得110n+18x=5646。当x=1时，n≈51.16;当x=2时，n=51。因此只有B、C项的数值符合

氨基酸数和肽链数。又知两条肽链上至少游离着2个氨基，故B项

正确。

答案B

2.多肽中各原子数的计算

[方法依据]氨基酸的结构通式是解答此类题目的突破口。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。

[妙法指津](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。

[典例剖析]某多肽链为199肽，其分子式为CxHyNaObS2(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

解析由题意知该多肽为199肽，则它是由199个氨基酸组成的;

又知该多肽分子式为CxHyNaObS2，其中N有a个，则可知组成该多

肽的199个氨基酸共有a个氨基;又知组成该多肽的5种氨基酸中只

有赖氨酸含有2个氨基，所以赖氨酸个数为a—199。由于组成该多

肽的5种氨基酸中只有天冬氨酸含有2个羧基，设该多肽共含有d

个天冬氨酸，反应前199个氨基酸中氧原子共有4d+(199-d)×2，

形成199肽时脱去198个水分子，每个水分子含一个氧原子，所以

该多肽分子中尚存在氧原子数为b=4d+(199-d)×2-198=2d+200，

d=(b-200)/2。

答案A

3.多肽种类的计算

[方法依据]多肽的不同取决于氨基酸的数目、种类和排列顺序。对于氨基酸数目相同的多肽来说，则取决于氨基酸的种类和排列顺序。可以借助下面的示意图(?代表要安放的氨基酸的位置)，结合数

学中“排列组合”的相关知识，推导出相关的计算规律。(以20种

氨基酸形成的四肽化合物为例)

[妙法指津](1)若每种氨基酸数目无限(允许重复)的情况下，可

形成肽类化合物的种类有204种(即1号位置安放氨基酸的情况有

20种，2、3、4号也是如此，即20×20×20×20=204种)。

(2)若每种氨基酸只有一个(不允许重复)的情况下，可形成肽类

化合物的种类有(20×19×18×17)种[即1号位置安放氨基酸的情况

有20种，2号位置安放的氨基酸只能在剩余的19种中选择……即(20×19×18×17)种]。

[典例剖析]现有足量的甘氨酸、丙氨酸、谷氨酸3种氨基酸，它们能形成的三肽种类以及包含3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

解析由上述“妙法指律中的(1)”很容易计算出足量的3种氨基

酸构成的三肽有33=27种。对于包含3种氨基酸的三肽种类的理解，可借用示意图“?—?—?”来分析，即第一个位置的氨基酸有3种情况，第二个位置只能从另外2种氨基酸中任选1种，第三个位置只

能安放剩余的1种，虽然这3种氨基酸足量，但是仍需按“妙法指

律中的(2)”计算，即3×2×1=6种。

答案D