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多肽中的计算 1．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，则这些短肽的氨基总数的最小值、肽键总数、分解成这些小分子肽所需要的水分子总数依次是( ) 答案 C 解析 解答本题的关键是清楚肽键上氨基和羧基的位置，氨基酸数与肽链数的关系以及肽键数与脱水数(或需水数)的关系。在这9个短肽的分子中，每条肽链的一端有一个氨基，另一端有一个羧基，其他氨基(或羧基)应在R基上，所以最少有9个氨基。这些短肽的肽键数等于“氨基酸数－肽链数”，故肽键总数为51－(1＋2＋3＋3)＝42。又因共有9个短肽，水解成这些短肽需要破坏8个肽键，需要8分子水。故选C。 2．如图为某蛋白质的结构示意图，其中“—S—S—”为由两个“—SH”(巯基)构成的二硫键，其作用是连接两个相邻肽链。若该蛋白质分子共由m个氨基酸组成，则形成一个该蛋白质分子时生成的水分子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 答案 D 解析 图中有三条肽链，中间一条为环状，故失去水分子数为氨基酸数－肽链数，即(m－2)，由于有2个二硫键，而形成一个二硫键失去2个“H”，故减少的相对分子质量为18(m－2)＋4。 总结： （设氨基酸的平均相对分子质量为a）
注意： (1)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(即两个氢原子)，若无特殊说明，不考虑二硫键。 (2)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。 利用原子数计算 例．某蛋白质由m条肽链，n个氨基酸组成。该蛋白质至少含氧原子的个数是( ) A．n－m B．n－2m C．n＋m D．n＋2m 答案 C 解析 每条肽链的C端都保留一个完整的羧基，m条肽链的C端共含有2m个氧原子；另外每个肽键有1个氧原子，一共有(n－m)个肽键，所以共含n－m个氧原子，所以该蛋白质至少含有2m＋(n－m)＝n＋m个氧原子。 例．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，只得到下列四种氨基酸。经分析推算可知，1分子该多肽水解得到的赖氨酸个数为()
A．p－q B．q－p C．p－q＋1 D．q－p＋1 答案 D 解析 根据观察可知，四种氨基酸的R基中都不含O原子，只有赖氨酸的R基中含有1个N原子。O原子数＝各氨基酸中的O原子总数－脱去水分子数，由于R基中都不含O原子，所以O原子数＝氨基酸数＋1，N原子数＝各氨基酸中N原子数＝氨基酸数＋R基中N原子数，故根据O原子数计算出肽链中的氨基酸数为p－1，因此多肽中含有的赖氨酸数＝N原子数－氨基酸数＝q－(p－1)＝q－p＋1。 总结 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。氨基酸在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。 (1)碳原子数＝氨基酸分子数×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＝肽键数＋肽链数＋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为突破口，计算氨基酸的分子式或氨基酸个数最为简便。 分析并回答有关蛋白质的计算问题： （1）某蛋白质由124个氨基酸组成，其中有8个-SH，在肽链形成空间结构时，生成4个二硫键（-S-S-）（如图1示），若氨基酸的平均分子量为125，则该蛋白质的分子量约为 （2）某一蛋白质分子的分子量为12822，由4条肽链构成，形成 mol该蛋白质分子脱去水分子的质量为1764克，则用于该蛋白质合成的氨基酸的平均分子量为 （3）已知某氨基酸的R基为（-C2H4ON），现有一分子式为C72H113N21O22S2的链状多肽，其中含有3个具有上述R基的氨基酸．则该多肽中最多有 个肽键． （4）经分析，某条多肽链中有氧原子a个，氮原子b个，一分子该多肽彻底水解刚好消耗c个水分子，并且只得到图2四种氨基酸．经分析推算可知，1分子该多肽水解得到的赖氨酸个数为 个，谷氨酸的个数为 个。 （5）用某种肽酶处理1mol某链状多肽，充分反应后得到4mol的氨基酸、2mol的二肽、3mol的四肽和4mol六肽的混合物，则消耗了 mol的水分子． 分析 1、构成蛋白质的基本单位是氨基酸，其结构通式是 连接两个氨基酸的化学键是肽键，其结构式是-CO-NH-； 氨基酸形成多肽过程中的相关计算：肽键数=脱去水分子数=氨基酸数一肽链数， 游离氨基或羧基数=肽链数+R基中含有的氨基或羧基数，至少含有的游离氨基或羧基数=肽链数， 氮原子数=肽键数+肽链数+R基上的氮原子数=各氨基酸中氮原子总数， 氧原子数=肽键数+2×肽链数+R基上的氧原子数=各氨基酸中氧原子总数一脱去水分子数， 蛋白质的相对分子质量=氨基酸数目×氨基酸平均相对分子质量一脱去水分子数×18． 解： （1）124个氨基酸形成1条肽链脱去的水分子数=氨基酸数-肽链数=124-1=123个，8个-SH形成4个二硫键脱4个氢分子，则该蛋白质的分子量=氨基酸数目×氨基酸平均相对分子质量一脱去水分子数×18-形成4个二硫键脱去的氢分子的相对分子质量=124×125-123×18-4×2=13278． （2）每mol水分子的质量为18克，质量为1764克水的物质的量为1764÷18=98mol，即形成每分子该蛋白质分子脱去98分子的水，设用于该蛋白质合成的氨基酸的平均分子量为X，根据“蛋白质的相对分子质量=氨基酸数目×氨基酸平均相对分子质量一脱去水分子数×18”可得（98+4）X-98×18=12822，解得X=143． （3）由氨基酸的结构通式可知，组成蛋白质的氨基酸的分子式可表示为C2H4O2N+R基，由题意知某氨基酸的R基为（-C2H4ON）、则每分子该氨基酸含有2个N原子，若分子式为C72H113N21O22S2的链状多肽中含有3个该氨基酸，则该肽链中的氨基酸最多含有21-2×3+3=18个，18个氨基酸形成的肽链中肽键的数目=氨基酸总数-肽链数=18-1=17个． （4）在赖氨酸、谷氨酸、丙氨酸和苯丙氨酸分子中，只有赖氨酸分子中含有2个氮原子（其它三种氨基酸分子中均含1个氮原子），只有谷氨酸分子中含有4个氧原子（其它三种氨基酸分子中均含2个氧原子），设该多肽中含有赖氨酸Y个、谷氨酸Z个，由“氮原子数=氨基酸中氮原子总数”得2Y+（c+1-Y）×1=b、解得Y=b-c-1，由“氧原子数=各氨基酸中氧原子总数一脱去水分子数”得4Z+2（c+1-Z）-c=a，解得 （5）用某种肽酶处理1mol某链状多肽，充分反应后得到4mol的氨基酸、2mol的二肽、3mol的四肽和4mol六肽的混合物，反应得到混合物的总的物质的量=4+2+3+4=13mol，其消耗水分子的物质的量为13-1=12mol． ▐ 标签：寒假复习 蛋白质的计算 |
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