蛋白质合成过程相关计算

成肽类化合物的种类:
形成三肽的种类:3×2×1=6(种) 形成二肽的种类:3×2=6(种)
【拓展延伸】 (1)直链多肽与环状多肽计算方法不同 : 环状多肽主链中无氨基和羧基,
环状多肽中氨基或羧基数目取决于构成环状多肽氨基酸R基中
的氨基和羧基的数目,如图所示。
若氨基酸数为n,肽链数为m,
氨基酸平均相对分子质量为a,则
直链多肽 肽键数=脱水数 蛋白质相对 分子质量
环状多肽 n an-18n
n-m
an-18(n-m)
(2)不能忽视蛋白质中的二硫键:
蛋白质分子中除了肽键外,还含有其他化学键,如二硫键。 一个二硫键(“—S—S—”)是由2个“—SH”形成的,形
成过程中要脱去2个氢。
故计算蛋白质相对分子质量时除减去H2O的相对分子质量 外,还应考虑脱去H的相对分子质量。
析所给氨基酸中的O原子数和N原子数,根据脱水缩合的原理和
原子平衡原理进行分析。 解法1:分析法。多肽中的O原子数=肽键数+2+R基中的O原子数=
氨基酸数+1+R基中的O原子数。四种氨基酸分别只含有2个氧原
子,即R基中没有O原子。得p=氨基酸数+1,氨基酸数=p-1。 多肽中的N原子数=肽键数+1+R基中的N原子数=氨基酸数+R基中 的N原子数。 赖氨酸数= R基中的N原子数=多肽中的N原子数-氨基酸数=qp+1。
氧原子的个数是( A.n-m C.n-2m ) B.n+m D.n+2m
【解析】选B。n个氨基酸形成m条肽链,肽键数为n-m,每个肽键
中有1个O原子。每条肽链中至少有一个羧基,每个羧基中含2个
O原子。故该蛋白质至少含有氧原子数为n-m+2m=n+m。
4.多肽种类的计算
假若有A、B和C 3种氨基酸,由这3种氨基酸组成多肽的情况可 分如下两情形分析: (1)A、B、C 3种氨基酸,每种氨基酸数无限的情况下,可形成肽 类化合物的种类: 形成三肽的种类: 3×3×3=33=27(种) 形成二肽的种类: 3×3=32=9(种) (2)A、B、C 3种氨基酸,且每种氨基酸只有一个的情况下,可形
【典例2】某直链多肽的分子式为C22H34O13N6,其水解后共产生 下列3种氨基酸,相关叙述正确的是 ( D )
A.合成1分子该物质将产生6个水分子
B.在细胞中合成该物质时只需要3种tRNA
C.该多肽分子中含1个氨基和1个羧基 D.每个该多肽分子水解后可以产生3个谷氨酸
【解析】选D。 A项：3种氨基酸分子式中各含1个氨基,每个氨基酸只有1个氮 原子,脱水缩合中数量不会改变,所以应该叫六肽。合成1分子 该物质将产生5个水分子;A错 B项：一种氨基酸可以对应一种或多种密码子 ,即可以由1种或 多种tRNA来转运,至少需要3种tRNA;B错 C项：该多肽分子含1个游离氨基和4个羧基；C错 D项：由于甘氨酸、丙氨酸中都含有一个羧基 ,而每个谷氨酸中 有两个羧基,合成有机物后R基上还有2个O原子,O原子数=肽键 数+2×肽链数+R基上的O原子数,即13=5+2+2×谷氨酸数,故每 个该多肽分子水解后可以产生3个谷氨酸; 。
(2)O原子数=肽键数+2×肽链数+R基上的O原子数
＝各氨基酸的O原子数之和-脱水数 ＝2×氨基酸数-脱水数+R基上的O原子数 。 (3)N原子数=肽键数+肽链数+R基上的N原子数
=各氨基酸中N原子数之和。
同理,其他原子的计算方法是:多肽中的原子数=各氨基
酸的相应原子数之和。
7.某蛋白质由m条肽链、n个氨基酸组成,则该蛋白质至少含有
C . 9、9
B. 109、109 D. 3、3
6. 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（ C ） A. 1016、1046 B. 4、4 C. 24、54 D. 1024、1054
3.多肽中原子数计算
(1)H原子数=各氨基酸的H原子数之和-2×脱水数。
考点 二
蛋白质合成过程相关计算
1.肽键数、脱去水分子数、蛋白质相对分子质量的计算
假设氨基酸的平均相对分子质量为a,由n个氨基酸分别形成1条
肽链或m条肽链:
形成 形成 脱去水 多肽相对 氨基数目 羧基数目 肽链数 肽键数 分子数 分子质量 1 n-1 n-m n-1 n-m 至少1个 至少m个 至少1个 至少m个 na18(n-1)
【互动探究】
(wk.baidu.com)脱下的H2O中,H来自哪部分结构?
提示:H既来自氨基,也来自羧基。 (2)如何计算该多肽中的甘氨酸数、丙氨酸数?
提示:设组成该多肽的甘氨酸数、丙氨酸数、谷氨酸数分别为 a、
b、c。根据原子守恒的原理: C原子:2a+3b+5c=22 H原子:5a+7b+9c=34+2×(a+b+c-1) O原子:2a+2b+4c=13+(a+b+c-1)
m
na18(n-m)
1．血红蛋白分子中含 574 个氨基酸， 4 条肽链
。在形成此蛋白质分子时，脱下的水分子数和形成
的肽键数目分别是 （ D ） A ． 574 和 573 C ． 570 和 573 B ． 573 和 573 D ． 570 和 570
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（ C ） A．52、52 B．50、50 C．52、50 D．50、49
N原子:a+b+c=6
列出其中3项,即可解方程,得a=2,b=1,c=3。
【变式训练】经分析某条多肽链中有O原子p个,N原子q个,它彻 底水解后,只得到下列4种氨基酸。分析推算可知,1分子该多肽
水解得到的赖氨酸个数为( D )
A.p-q
B.q-p
C.p-q+1
D.q-p+1
【解析】选D。本题从多肽中的N原子数和O原子数入手,注意分
3、 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 ） A．31 B．32 C．34 D．35
4．某蛋白质分子含有a条肽链，共有b个氨基酸。 如果氨基酸的平均相对分子质量是c，则该蛋白质的 相对分子质量以及水解时需要的水的相对分子质量 分别是（ A） A．b（c－18）+18a和18（b—a） B．b（c+18）+18a和18（a + b） C．b（c－18）—18a和18（a—b） D．b（c+18）—18a和18（b—a）
解法2:方程法。设半胱氨酸、丙氨酸、赖氨酸和苯丙氨酸的数
目依次为a、b、c、d个。 根据多肽中O原子数=各氨基酸的O原子数之和-脱水数,得 2a+2b+2c+2d=p+(a+b+c+d-1) ①
根据多肽中N原子数=各氨基酸的N原子数之和,得a+b+2c+d=q
②
②-①得 c=q-p+1。
6.请解答氨基酸和蛋白质的相关问题: (1)现有氨基酸800个,其中氨基总数为810,羧基总数为808,则 由这些氨基酸合成的含有两条肽链的蛋白质共有肽键、氨基和 羧基的数目分别是 22 、 12 、 10 。
2.蛋白质中氨基或羧基数的计算
(1)至少含有的游离氨基(或羧基)数目=肽链条数。 (2)游离氨基(或羧基)数目 =肽链数+R基中氨基(或羧基)数 =各氨基酸中氨基(或羧基)的总数-肽键数。
5. 某蛋白质分子由3条多肽链组成，内有肽键109个， 则此分子中含有-NH2或—COOH的数目至少
为：（ D） A . 112、112
(2)经氨基酸自动分析仪测定三种多肽化合物:催产素、牛加压
素和人血管舒张素均有9个氨基酸,但其功能各不相同,最可能
的原因是 氨基酸的种类、排列顺序不同 ;构成这三种多肽最 多共有 20 种氨基酸。
【解析】(1)依据肽键数=氨基酸数-肽链数,氨基数(羧基数)=
肽链数+R基中氨基数(羧基数),可得该蛋白质中肽键数=8002=798;氨基数=2+(810-800)=12;同理羧基数为10。(2)结构决 定功能,尽管氨基酸数目相同,但组成多肽的氨基酸种类、排列 顺序不同都会导致多肽功能不同。