2.2 蛋白质的相关计算

脱水缩合后
n为氨基酸数； a代表20种氨基酸的平均相对分子量；X 质量是否发生改变？ 代表蛋白质的相对分子量；m代表肽链数 n个氨基酸 ＝ 蛋白质 + （n － m）个水
na
=
X
+ （n －m）× 18
X = n a -（n －m）× 18
习题6、组成人体的20种氨基酸的平均分子量是128， 血红蛋白由4条多肽链组成，共含有574个氨基酸，则 血红蛋白的分子质量约为 。 63212
多肽脱水缩合形成（或水解）前后： N原子数不变 O原子数减少数（增加数）=脱去（加入）的水分子数
2、观察每种氨基酸的N、O原子数。推测出侧链上的氨基（N） 或羧基（O）数
N原子数均为1个； O原子数除谷氨酸4个外，其余均为2个 氨基酸中N原子数：a+b+c+d=1 0
氨基酸中O原子数: 2a+2b+4c+2d=19+9 解得c＝4
四、蛋白质的相关计算
（《学案》P18 4.蛋白质的相关计算）
（一）游离的氨基数与羧基数的计算：
一条肽链至少含有 一 个羧基和 一 个氨基
m条肽链至少含有 m 个羧基和 m 个氨基
肽链中至少含有羧基数（或氨基数）=肽链数
▲一个氨基酸的R基上也可能含有羧基或氨基（学案P17）
肽链中含有羧基数（或氨基数）=肽链数+R基 上的羧基数（或氨基数）
＝氨基酸数×2－脱去的水分子数
N原子最少数＝肽键数+肽链数＝氨基酸数
O原子数＝肽键数+肽链数×2 +R基上的O原子数 ＝各氨基酸的O原子总数－脱去水分子数 N原子数＝肽键数+肽链数+R基上的N原子数
＝各氨基酸的N原子总数
习题11、某蛋白质由m条肽链，n个氨基酸组成，该
蛋白质至少有氧原子和氮原子个数依次为 m+n
▲R基上的氨基数 = 氨基总数 — 氨基酸数
（二）肽键数与脱下水分子数的计算：
肽键数==脱去水分子数
氨基酸
肽键
肽键数=3 －1 肽键数=6 －1
肽键数=8 －2
肽键数=氨基酸数－肽链条数= n－m =脱去水分子个数
课堂实录 ●氨基酸脱水缩合过程中的有关计算 20种氨基酸可以构成10 ～10 种蛋白质，这是怎样做到的 呢？请阅读教材P22内容，结合图2－4、2－5分析下列问题： 1．如果把一个氨基酸比作一个同学，四个同学手牵手形成 的3个“手结”就相当于肽键，如图示： ，
习题4、由m个氨基酸构成的一个蛋白质分子，含n 条多肽，其中z条是环状多肽，其余是直链肽，这个 蛋白质分子的肽键数为 ( A ) A.m-n+z B.m-n-z C.m-z+n D.m+z+n
补充：环肽中的氨基、羧基数（《学案》P18特别提醒）
H R1 O H H H
NH2 —C —C— N— C—C— N— C— COOH R2 O H R3
10 12
那么10个氨基酸(同学)形成一条肽链时，脱掉几个水分子？如 果是n个氨基酸形成m条肽链呢？
9个。
n个氨基酸形成一条肽链时脱掉的水分子数是n－1；
n个氨基酸形成m条肽链时，脱掉的水分子数是n－m。 即肽链脱去的水分子数＝肽键数＝氨基酸－肽链数
2．若20个氨基酸(同学)脱水缩合形成的是环状多肽(即首尾 的两个同学手牵手形成环状)，试讨论此时氨基酸数与肽键数之 间的数量关系。
直 环 链 肽 肽
环肽中的氨基（羧基）数 = R基上氨基（羧基）数
拓展2：水解蛋白质需要的水分子数
水解蛋白质需要的水分子数=减少的肽键数
﹢
ห้องสมุดไป่ตู้
习题5、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， 则这些短肽的肽键总数、分解成这些小分子肽所需 水分子总数依次是 42 、 8 . • 肽链上肽键总数是51－9＝42个，
n 。
习题12、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）和半胱氨酸脱合 而成的，则半胱氨酸可能分子式为 C3H9O3NS。
拓展：根据N、O原子数推断组成蛋白质的氨基酸数等 相关内容 习题13、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： 丙氨酸 （C3H7NO2） 甘氨酸 （C2H5NO2） 谷氨酸 （C5H9NO4） 苯丙氨酸 （C9H11NO2 ） 问：（1）该多肽是多少肽？ 十肽
（四）N、O原子的计算
1、氨基酸中各原子数的计算 习题9、谷氨酸的R基为--C3H5O2，一分子谷氨酸含
有的C、H、O、N原子数依次为
5、 9、 4、 1 。
2、蛋白质中各原子数的计算 习题10、某蛋白质分子中有M个氨基酸，其中有N
条肽链，则此蛋白质中至少含有氧原子数 M+N 、
氮原子数
M
。
O原子最少数＝肽键数+肽链数×2
（六）其它：
习题16.某三十九肽中共有丙氨酸（C3H7O2N）4个 （其R基上无氨基或羧基），现去掉其中的丙氨酸得到 4条长短不等的多肽（如图），下列有关该过程的叙述 中，错误的是（ ） A．肽键数目减少8个 B．C原子减少12个 C．氨基和羧基分别增加3个 D．O原子数目减少1个
（1）图示可知：去除了8号、18号、27号和39号
环状多肽相当于肽链数为0，则环肽中的脱去水分 子数＝肽键数＝氨基酸数。
拓展1：环肽中的肽键数（《学案》P18特别提醒）
H R1 O H H H
NH2 —C —C— N— C—C— N— C— COOH R2 O H R3
直 环 链 肽 肽
肽键数=6
环肽中的肽键数=氨基酸数= n =n-1+1
习题3、胰岛素分子有A、B两条肽链，A链有21个 氨基酸，B链有30个氨基酸，胰岛素分子中肽键 的数目是 ( B ) A.48个 B.49个 C.50个 D.51个
习题13、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： 丙氨酸 （C3H7NO2） 甘氨酸 （C2H5NO2） 谷氨酸 （C5H9NO4） 苯丙氨酸 （C9H11NO2 ） （3）该多肽侧链上（R基）羧基数为 4
●通过判断多肽R基上羧基数来求某氨基酸数策略： 侧链上羧基数= （19+9-20）/2=4 或（19-11）/2=4
C原子减少：3×4＝12（个）
C．氨基和羧基分别增加3个 去除的丙氨酸R基上无氨基和羧基，因而39肽 变为4个短肽过程中R基上的氨基数和羧基数没有 发生改变。 1条肽链（39肽）变为4条肽链，则氨基和羧基 增加了3个。
D．O原子数目减少1个
H2O H2O
H2O
图示中去除了8号、18号、27号和39号氨基酸 （即丙氨酸）
●通过判断多肽R基上羧基数来求某氨基酸数策略：
侧链上羧基数 =（多肽中的氧原子数 + 脱去的水分 子数 － 氨基酸数×2）/2 =（多肽中的氧原子数－肽键数－2）/2
习题14、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：
3
习题15、如果有足量的四种氨基酸，分别为甲、乙、 丙、丁，则它们能形成的四肽种类以及包含甲乙丙丁 四种氨基酸的四肽种类最多有 256、24 。
●教材P22
思考与讨论3
（1）10个氨基酸组成的长链，可以写出2010条互不 相同的长链。 （2）氨基酸的种类、数量、排列顺序及蛋白质空间 结构的不同是蛋白质多种多样的原因。
• 短肽（链）的数目是1+2+3+3=9条，
• 短肽（链）上肽键总数是51－9＝42条，
• 减少的肽键数是（51－1）－（51－9）＝8个。
（或1条肽链分解成这9个短肽，需断开8处（肽键），
则需要的水分子数量是8个）
（三）有关蛋白质相对分子量的计算
▲根据化学方程式反应前后相对分子质量守恒定律。
脱水缩合前
习题7、假设某一蛋白质分子的分子量11054，20种氨 基酸的平均分子量为128，在形成该蛋白质分子时脱去 水的分子量为1746，则组成该蛋白质分子的肽链数 是 3 。 氨基酸数= （11054+1746）/128=100 肽链数= 100-1746/18=3 习题8、已知20种氨基酸的平均相对分子量为a,现有 某蛋白质分子由n条肽链组成，相对分子质量为b,则 此蛋白质分子中的肽键数为 (b-an)/(a-18) 。
补充拓展：二硫键（《学案》P18 特别提醒）
-SH + -SH
→
-S – S - + 2H
形成一个二硫键，分子量减少2
▲ --SH 是半胱氨酸Ｒ基上的一个化学基团 ▲可发生在一条肽链上，也可在两条肽链间，对蛋白质 的空间结构的形成有一定的作用。 ▲二硫键不影响肽链数和肽键数！！
S–S
SH ——H S
39肽＋7H2O→4个短肽﹢4丙氨酸（C3H7O2N）
氧原子数： ＋7－8＝－1（个）
习题17.某一条肽链由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肽的顺序中可推断出该十肽的氨 基酸序列为（ B ）
（五）氨基酸的排列与多肽的种类
（1） A、B、C三种氨基酸（数目无限） 形成二肽的种类：3X3 形成三肽的种类：3X3X3 A A B
3
C
B A B
(2) A、B、C各一个氨基酸（数目有限） 形成二肽的种类：3X2
形成三肽的种类： 3X2X1
3
C
C A B C
（3）500个氨基酸组成的蛋白质， 它的氨基酸排列顺序可能有 20500 种。
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
习题9.免疫球蛋白IgG的结构如图所示，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 M - 4 ；形成
＋6 该蛋白质时相对分子质量减少（M - 4）×18 。
习题10.下图为某蛋白质的结构示意图，其中-S-S-表 示连接两条相邻肽链的二硫键，形成二硫键时两个氨 基酸之间脱掉2个H。若该蛋白质由m个氨基酸构成， 则每个蛋白质分子在形成时生成的水分子数和减少的 相对分子质量分别为 。 M - 2 （M - 2）×18＋4
半胱氨酸（C3H7NO2S）、丙氨酸（C3H6NO2）、
天门冬氨酸（C4H7NO4）、赖氨酸（C6H14N2O2）、
苯丙氨酸（C9H11NO2）。
（1）水解产物中天门冬氨酸的数目是
（2）水解产物中赖氨酸的数目是
。
（W－13）/2。 Z－12
习题15.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得到赖氨酸、天冬氨酸各 个。 A-199 (B-200)/2
习题1. 某22肽被水解成1个4肽，2个3肽，2个6肽，水
解后的氨基总数的最小值是
5
。
习题2. 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氨基和羧基的数目依次分别为 ( B) A. 2和2 C. 1和1 B. 12和10 D. 11和9
●判断形成多肽的氨基酸总数策略： 紧盯N原子数在多肽形成（或水解）前后变化情况 多肽脱水缩合形成（或水解）前后： N原子数不变 上述4种氨基酸均只有1个氮原子，而化合物中有10 个氮原子，说明有10个氨基酸脱水缩合形成的！
习题13、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： 丙氨酸 （C3H7NO2） 甘氨酸 （C2H5NO2） 谷氨酸 （C5H9NO4） 苯丙氨酸 （C9H11NO2 ） （2）该多肽进行水解后，需 9个水分子，产生 4个谷氨酸。 ●判断形成多肽的某种氨基酸数策略： 1、紧盯N、O原子数在多肽形成（或水解）前后变化的情况
氨基酸（即丙氨酸）
H2O H2O
H2O
（2）如去除肽链中部的1个氨基酸，要加2个水分子， 破坏2个肽键，如图示中的8、18、27号丙氨酸。 如去除肽链边上的1个氨基酸，则要加1个水分子， 破坏1个肽键，如图示中的38号丙氨酸。
H2O H2O
H2O
A．肽键数目减少8个
肽键数目减少：3×2＋1＝7
●丙氨酸（C3H7O2N） B．C原子减少12个