蛋白质相关计算的三种解题策略与蛋白质相关的计算题,题型较多,难度较大但总体上可分为三种类型,且每类题型都有相应的解题策略如下表 题目类型解题策略有关蛋白质的相对分子质量、氨基 酸数、氨基数、羧基数、肽链数、肽键 数、脱水数的计算列方程求解蛋白质(或多肽)中原子数计算用原子守恒解答多肽种类计算用数学中“排列组合”解答1.蛋白质中氨基酸、氨基、羧基、肽链、肽键、脱水数及蛋白质的相对分子质量的计算[方法依据]可将肽链看作“C”与“一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“一NH?”和“一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=氨基酸数一肽链数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)基的总数一肽键数注意 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X氨基酸平均相对分子质量)一失水量 (18X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5 646, 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nX128 = 5 646 + (n—x)X18,化简得 110n+18x = 5 646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 B2. 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X2+R基上的碳原子数。
2) 氢原子数=各氨基酸中氢原子的总数一脱去的水分子数X23) 氧原子数=各氨基酸中氧原子的总数一脱去的水分子数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CHNObS (a〉199、b〉200),并且由下列5种氨基xyab2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( )Hz?—CT^COCElCH—COTH天報虧酸A.a-199、(b-200)/2CHsHsX—tH—COO 珂丙赛龜P民h…揖耳耳兀一匚H—CCbOHB.a-200、b-200C. 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C H N ObS , xyab2 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)X2,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) X2 — 198 = 2d+200,d=(b—200)/2答案 A3. 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20X20X20X20 = 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 X19X 18X17)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(20X19X18X17)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⑵”计算,即3X2X1 = 6种答案 D(注:专业文档是经验性极强的领域,无法思考和涵盖全面,素材和资料部分来自网络,供 参考可复制、编制,期待你的好评与关注)。