蛋白質(zhì)計(jì)算問(wèn)題歸類解析

1、蛋白質(zhì)計(jì)算問(wèn)題歸類解析計(jì)算題是生物試題中常見題型之一。蛋白質(zhì)中氨基酸、氨基、羧基、肽鏈、肽鍵、脫水?dāng)?shù)、分子量等各因素之間數(shù)量關(guān)系復(fù)雜，為生物計(jì)算題型的命題提供了很好的素材。現(xiàn)對(duì)此歸類如下：1.有關(guān)蛋白質(zhì)相對(duì)分子質(zhì)量的計(jì)算例1組成生物體某蛋白質(zhì)的20種氨基酸的平均相對(duì)分子質(zhì)量為128，一條含有100個(gè)肽鍵的多肽鏈的分子量為多少？解析：在解答這類問(wèn)題時(shí)，必須明確的基本關(guān)系式是：蛋白質(zhì)的相對(duì)分子質(zhì)量氨基酸數(shù)氨基酸的平均相對(duì)分子質(zhì)量脫水?dāng)?shù)18（水的相對(duì)分子質(zhì)量）本題中含有100個(gè)肽鍵的多肽鏈中氨基酸數(shù)為：1001101，肽鍵數(shù)為100，脫水?dāng)?shù)也為100，則依上述關(guān)系式，蛋白質(zhì)分子量1011281001

2、811128。變式1：組成生物體某蛋白質(zhì)的20種氨基酸的平均相對(duì)分子質(zhì)量為128，則由100個(gè)氨基酸構(gòu)成的含2條多肽鏈的蛋白質(zhì)，其分子量為（）A.12800 B.11018C.11036 D.8800解析：對(duì)照關(guān)系式，要求蛋白質(zhì)分子量，還應(yīng)知道脫水?dāng)?shù)。由于題中蛋白質(zhì)包含2條多肽鏈，所以，脫水?dāng)?shù)100298，所以，蛋白質(zhì)的分子量128100189811036，答案為C。 變式2：全世界每年有成千上萬(wàn)人由于吃毒蘑菇而身亡，其中鵝膏草堿就是一種毒菇的毒素，它是一種環(huán)狀八肽。若20種氨基酸的平均分子量為128，則鵝膏草堿的分子量約為( ) A 1024 B. 898C 880 D. 862解析：所謂環(huán)

3、肽即指由首尾相接的氨基酸組成的環(huán)狀的多肽，其特點(diǎn)是肽鍵數(shù)與氨基酸數(shù)相同。所以，鵝膏草堿的分子量=8 1288 18=880，答案為C。2.有關(guān)蛋白質(zhì)中氨基酸數(shù)、肽鏈數(shù)、肽鍵數(shù)、脫水?dāng)?shù)的計(jì)算在解答這類問(wèn)題時(shí)，必須明確的基本知識(shí)是蛋白質(zhì)中氨基酸數(shù)、肽鏈數(shù)、肽鍵數(shù)、脫水?dāng)?shù)的數(shù)量關(guān)系。基本關(guān)系式有：個(gè)氨基酸脫水縮合形成一條多肽鏈，則肽鍵數(shù)(1)個(gè)；個(gè)氨基酸脫水縮合形成條多肽鏈，則肽鍵數(shù)()個(gè)；無(wú)論蛋白質(zhì)中有多少條肽鏈，始終有：脫水?dāng)?shù)肽鍵數(shù)氨基酸數(shù)肽鏈數(shù)例2氨基酸分子縮合形成含2條肽鏈的蛋白質(zhì)分子時(shí)，相對(duì)分子量減少了900，由此可知， 此蛋白質(zhì)分子中含有的氨基酸數(shù)和肽鍵數(shù)分別是（）A.52、52B.50

4、、50C.52、50D.50、49 解析：氨基酸分子形成蛋白質(zhì)時(shí)相對(duì)分子質(zhì)量減少的原因是在此過(guò)程中脫去了水，據(jù)此可知，肽鍵數(shù)脫水?dāng)?shù)9001850，依上述關(guān)系式，氨基酸數(shù)肽鍵數(shù)肽鏈數(shù)50252，答案為C。變式1：若某蛋白質(zhì)的分子量為11935，在合成這個(gè)蛋白質(zhì)分子的過(guò)程中脫水量為1908，假設(shè)氨基酸的平均分子量為127，則組成該蛋白質(zhì)分子的肽鏈有（）A. 1條 B. 2條C. 3條 D. 4條解析：據(jù)脫水量，可求出脫水?dāng)?shù)190818106，形成某蛋白質(zhì)的氨基酸的分子質(zhì)量之和11935190813843，則氨基酸總所以肽鏈數(shù)氨基酸數(shù)脫水?dāng)?shù)=1091063，答案為C。變式2

5、：現(xiàn)有一分子式為C63H103O45N17S2的多肽化合物，已知形成該化合物的氨基酸中有一個(gè)含2個(gè)氨基，另一個(gè)含3個(gè)氨基，則該多肽化合物水解時(shí)最多消耗多少個(gè)水分子？解析：本題首先要搞清楚，多肽水解消耗水分子數(shù)=多肽形成時(shí)生成水分子數(shù)；其次，要知道，要使形成多肽時(shí)生成的水分子數(shù)最多，只有當(dāng)氨基酸數(shù)最多和肽鏈數(shù)最少兩個(gè)條件同時(shí)滿足時(shí)才會(huì)發(fā)生。已知的2個(gè)氨基酸共有5個(gè)N原子，所以剩余的12個(gè)N原子最多可組成12個(gè)氨基酸（由于每個(gè)氨基酸分子至少含有一個(gè)NH2），即該多肽化合物最多可由14個(gè)氨基酸形成；肽鏈數(shù)最少即為1條，所以該化合物水解時(shí)最多消耗水分子數(shù)14113。變式3：已知氨基酸的平均分子量為12

6、8，測(cè)得某蛋白質(zhì)的分子量為5646，試判斷該蛋白質(zhì)的氨基酸數(shù)和肽鏈數(shù)依次是 ( ) A . 51和1 B. 51和2 C. 44和1 D. 44和2 解析：蛋白質(zhì)的分子量確定后，氨基酸的數(shù)量與肽鏈的數(shù)量存在著必然的函數(shù)關(guān)系，如設(shè)氨基酸的數(shù)量與肽鏈的條數(shù)分別為和，則有 12818（）5646盡管1個(gè)方程包含2個(gè)未知數(shù)，但和必須都為符合題意的整數(shù)解，這樣可解得：x=51，y=2，答案為B。3有關(guān)蛋白質(zhì)中至少含有氨基數(shù)和羧基數(shù)的計(jì)算例3某蛋白質(zhì)分子含有4條肽鏈，共有96個(gè)肽鍵，則此蛋白質(zhì)分子中至少含有COOH和NH2的數(shù)目分別為( )A. 4、 100 B. 4、 4C. 100、100 D. 96

7、、96解析：以一條由n個(gè)氨基酸組成的肽鏈為例：在未反應(yīng)前，n個(gè)氨基酸至少含有的COOH和NH2的數(shù)目都為n(因每個(gè)氨基酸至少含有1個(gè)COOH和 1個(gè)NH2)，由于肽鏈中包括(n1)個(gè)肽鍵，而形成1個(gè)肽鍵分別消耗1個(gè)COOH和 1個(gè)NH2，所以共需消耗(n1) 個(gè)COOH和 (n1)個(gè)NH2 ，所以至少含有的COOH和NH2的數(shù)目都為1，與氨基酸R基團(tuán)中COOH和NH2 的數(shù)目無(wú)關(guān)。本題中蛋白質(zhì)包含4條肽鏈，所以至少含有COOH和NH2的數(shù)目都為4，答案為B。變式： 一個(gè)蛋白質(zhì)分子由四條肽鏈組成，364個(gè)氨基酸形成，則這個(gè)蛋白質(zhì)分子含有的COOH和NH2 數(shù)目分別為 ( )A . 366、366

8、 B. 362、362C . 4、 4 D. 無(wú)法判斷 解析：本題與上題的不同之外在于要求出COOH和NH2 的確切數(shù)目，所以必須知道氨基酸R基團(tuán)中COOH和NH2 的具體數(shù)目，本題無(wú)從知曉，所以無(wú)法判斷，答案為D。4有關(guān)蛋白質(zhì)中氨基酸的種類和數(shù)量的計(jì)算例4今有一化合物，其分子式為C55H70O19N10，已知將它完全水解后只得到下列四種氨基酸： 該多肽是多少肽？該多肽進(jìn)行水解后，需 個(gè)水分子，得到 個(gè)甘氨酸分子， 個(gè)丙氨酸分子。解析： 從該多肽水解后得到的4種氨基酸的結(jié)構(gòu)式可以看出，每種氨基酸都僅含有一個(gè)N原子，而此多肽中共含有10個(gè)N原子，所以該多肽是由10個(gè)氨基酸縮合形成的，因而為10肽。 10肽水解顯然需要9個(gè)水分子。根據(jù)4種氨基酸的分子結(jié)構(gòu)，可分別寫出它們的分子式：甘氨酸為C2H5O2N，丙氨酸為C3H7O2N，苯丙氨酸為C9H11O2N，谷氨酸為C5H9O4N，由于該多肽形成時(shí)失去9個(gè)水分子，所以10個(gè)氨基酸中共有：C原子55個(gè)，H原子88個(gè)(70+2 9)，O原子28個(gè)(19+