微專題一

與蛋白質(zhì)的合成和

水解相關(guān)的計(jì)算一、蛋白質(zhì)的相對(duì)分子質(zhì)量、氨基(羧基)數(shù)、肽鍵數(shù)和脫水?dāng)?shù)的計(jì)算鏈狀肽可以用如下的模式圖表示：1.肽鍵數(shù)＝失去水分子數(shù)＝氨基酸數(shù)－肽鏈數(shù)。2.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－脫去水分子數(shù)×18(若有p個(gè)二硫鍵生成，則還應(yīng)減去2p)。3.肽鏈中游離氨基或羧基的計(jì)算(1)至少含有的游離氨基或羧基＝肽鏈數(shù)。(2)游離氨基或羧基數(shù)＝肽鏈數(shù)＋R基中含有的氨基數(shù)或羧基數(shù)。注：設(shè)氨基酸的平均相對(duì)分子質(zhì)量為a，由n個(gè)氨基酸分別形成1條鏈狀多肽或m條鏈狀多肽。肽鏈數(shù)目氨基酸數(shù)肽鍵數(shù)目脫去水分子數(shù)氨基數(shù)目羧基數(shù)目多肽(蛋白質(zhì))的相對(duì)分子質(zhì)量1條nn－1n－1至少1個(gè)至少1個(gè)na－18(n－1)m條nn－mn－m至少m個(gè)至少m個(gè)na－18(n－m)√解析由題圖可知，牛胰島素是由2條肽鏈組成的，含有的肽鍵數(shù)＝氨基酸的個(gè)數(shù)－肽鏈數(shù)＝51－2＝49，A錯(cuò)誤；牛胰島素含有2條肽鏈，每條肽鏈中至少含有一個(gè)游離的—NH2和1個(gè)游離的—COOH，因此牛胰島素中至少含有2個(gè)游離的—NH2和2個(gè)游離的—COOH，B正確；構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸有21種，但每種蛋白質(zhì)不一定都由21種氨基酸形成，因此牛胰島素水解產(chǎn)物最多含有21種不同的氨基酸，C錯(cuò)誤；氨基酸脫水縮合形成牛胰島素的過(guò)程中脫去的水分子數(shù)＝形成的肽鍵數(shù)＝49(個(gè))，此過(guò)程中還形成3個(gè)二硫鍵(二硫鍵由兩個(gè)—SH脫掉兩個(gè)H連接而成)，即脫去6個(gè)H，所以51個(gè)氨基酸脫水縮合形成牛胰島素時(shí)，減少的相對(duì)分子質(zhì)量為49×18＋6＝888，D錯(cuò)誤。例2

如圖表示某蛋白質(zhì)(無(wú)環(huán)狀肽)中氨基酸和相關(guān)基團(tuán)的數(shù)目。下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的A.共有2條肽鏈B.共有124個(gè)肽鍵C.形成此蛋白質(zhì)時(shí)，相對(duì)分子質(zhì)量減少2250D.R基中共含有15個(gè)氨基√解析據(jù)題圖分析可知，該蛋白質(zhì)共有2條肽鏈，A正確；蛋白質(zhì)中氨基酸總數(shù)是126，該蛋白質(zhì)的肽鏈數(shù)是2條，所以共含有的肽鍵數(shù)為126－2＝124(個(gè))，B正確；該蛋白質(zhì)含有126個(gè)氨基酸，形成2條肽鏈，失去水分子數(shù)＝肽鍵數(shù)＝126－2＝124(個(gè))，相對(duì)分子質(zhì)量減少18×124＝2232，C錯(cuò)誤；蛋白質(zhì)中游離的氨基總數(shù)是17，該蛋白質(zhì)的肽鏈數(shù)是2條，所以R基中共含17－2＝15(個(gè))氨基，D正確。二、蛋白質(zhì)中各原子數(shù)的計(jì)算觀察如圖所示的三肽化合物1.氧原子數(shù)＝肽鍵數(shù)＋肽鏈數(shù)×2＋R基上的氧原子數(shù)＝各氨基酸中氧原子總數(shù)－脫去水分子數(shù)。2.氮原子數(shù)＝肽鍵數(shù)＋肽鏈數(shù)＋R基上的氮原子數(shù)＝各氨基酸中氮原子的總數(shù)。例3

某多肽化合物M可被水解成1個(gè)五肽、2個(gè)三肽、3個(gè)四肽、4個(gè)二肽，下列有關(guān)分析錯(cuò)誤的是A.這些短肽中至少共含有10個(gè)氨基B.這些短肽中共含有21個(gè)肽鍵C.這些短肽中至少共含有62個(gè)氧原子D.多肽化合物M中共含有31個(gè)氨基酸√解析多肽化合物M水解后生成10條短肽，每條肽鏈上至少含有1個(gè)氨基，故這些短肽中至少共含有10個(gè)氨基，A正確；10個(gè)短肽中共含有31個(gè)氨基酸，因此所含肽鍵數(shù)為氨基酸數(shù)－肽鏈條數(shù)＝31－10＝21(個(gè))，B、D正確；每個(gè)氨基酸中至少含有2個(gè)氧原子，31個(gè)氨基酸至少含有62個(gè)氧原子，這些短肽中共含有21個(gè)肽鍵，需脫去21個(gè)水分子，則這些短肽中至少含有62－21＝41(個(gè))氧原子，C錯(cuò)誤。例4

某多肽長(zhǎng)鏈分子式為C42H65N11O9，它徹底水解后只得到如下3種氨基酸，則此多肽中含有賴氨酸的個(gè)數(shù)為A.2個(gè) B.3個(gè) C.5個(gè) D.8個(gè)√解析從題圖中可以看出，這三種氨基酸中都含有一個(gè)羧基，故形成多肽時(shí)肽鍵數(shù)＝9－2＝7(個(gè))，因此共含有8個(gè)氨基酸，由于只有賴氨酸含有兩個(gè)氨基，其余都含有一個(gè)氨基，即賴氨酸分子中含有兩個(gè)氮原子，因此賴氨酸的個(gè)數(shù)為11－8＝3(個(gè))，故B正確。三、氨基酸的排列與多肽種類的計(jì)算1.假若有n種氨基酸(數(shù)量不限)形成一個(gè)三肽，那么形成三肽的種類有n3種。2.假若n種氨基酸(數(shù)量不限)形成一個(gè)m肽，則形成的多肽種類有nm種。3.假若有n種氨基酸形成一個(gè)三肽，且每種氨基酸只有一個(gè)，則形成三肽的種類有n(n－1)(n－2)種。例5

如果有足量的三種氨基酸，分別為甲、乙、丙，則它們能形成的三肽種類以及包含三種氨基酸的三肽種類最多是A.9種9種 B.6種3種C.27種6種 D.3種3種√解析由題意可知，足量的甲、乙、丙三種氨基酸，它們能形成的三肽的種類由氨基酸的種類、排列順序決定，即3×3×3＝33＝27(種)；由甲、乙、丙三種氨基酸形成的含有三種氨基酸的三肽的種類只由氨基酸的排列順序決定，即3×2×1＝6(種)。四、環(huán)狀肽的相關(guān)計(jì)算1.環(huán)狀肽中氨基酸數(shù)＝脫去的水分子數(shù)＝肽鍵數(shù)。2.環(huán)狀肽的主鏈中無(wú)氨基和羧基，環(huán)狀肽中氨基或羧基數(shù)目取決于構(gòu)成環(huán)狀肽的氨基酸R基中的氨基和羧基數(shù)目。例6

下圖為某蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)示意圖，其中“—S—S—”為由兩個(gè)“—SH”(巰基)構(gòu)成的二硫鍵，其作用是連接兩相鄰肽鏈。若該蛋白質(zhì)分子共由m個(gè)氨基酸組成，則形成一個(gè)該蛋白質(zhì)分子時(shí)生成的水分子數(shù)和減少的相對(duì)分子質(zhì)量分別為A.(m－3)，18(m－3)＋4 B.(m－4)，18(m－4)C.(m－2)，18(m－2)＋4 D.m,18m√解析由題意知，該蛋白質(zhì)中含有兩條鏈狀肽和一條環(huán)狀肽，且含有2個(gè)二硫鍵，因此失去的水分子數(shù)是(m－2)，減少的相對(duì)分子質(zhì)量為18(m－2)＋4。跟蹤訓(xùn)練1.多個(gè)氨基酸分子脫水縮合成含2條肽鏈的蛋白質(zhì)時(shí)，相對(duì)分子質(zhì)量減少了900，由此可推測(cè)該蛋白質(zhì)分子是由多少個(gè)氨基酸反應(yīng)形成的及肽鍵數(shù)分別是A.52、50 B.50、50C.52、52 D.50、49√123456解析由題意“相對(duì)分子質(zhì)量減少了900”可知，脫去水分子數(shù)為900÷18＝50(個(gè))，肽鍵數(shù)＝脫去的水分子數(shù)＝50，而總共形成了2條肽鏈，氨基酸數(shù)＝肽鍵數(shù)＋肽鏈數(shù)＝52。綜上，答案選A。2.某50肽中有丙氨酸(R基為—CH3)4個(gè)，現(xiàn)脫掉其中的丙氨酸(相應(yīng)位置如圖所示)，得到4條多肽鏈和5個(gè)氨基酸(脫下的氨基酸均以游離態(tài)正常存在)。下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是A.新生成的4條多肽鏈至少含有4個(gè)游離的羧基B.該50肽水解得到的幾種有機(jī)物比原50肽增加了8個(gè)氧原子C.若將得到的5個(gè)氨基酸縮合成5肽，則有5種不同的氨基酸序列D.若將新生成的4條多肽鏈重新連接成一條長(zhǎng)鏈，則將脫去4個(gè)H2O√123456解析若不考慮R基中的羧基，則4條多肽鏈含有4個(gè)羧基，A正確；50肽水解得到1個(gè)丙氨酸需打開(kāi)2個(gè)肽鍵，每個(gè)肽鍵需1個(gè)水分子，得到有機(jī)物比原50肽增加了2個(gè)氧原子，題中脫出4個(gè)丙氨酸，比原50肽應(yīng)該增加了8個(gè)氧原子，B正確；得到的5個(gè)氨基酸中有4個(gè)是丙氨酸，則將得到的5個(gè)氨基酸縮合成5肽，應(yīng)有5種不同的氨基酸序列，C正確；將新生成的4條多肽鏈重新連接成一條長(zhǎng)鏈，將脫去3個(gè)H2O，D錯(cuò)誤。1234563.現(xiàn)有100個(gè)氨基酸，共含106個(gè)羧基和116個(gè)氨基，這些氨基酸縮合成5條多肽鏈時(shí)共含有的羧基個(gè)數(shù)是A.5 B.16 C.11 D.21√123456解析100個(gè)氨基酸，共有羧基106個(gè)，說(shuō)明R基中共有羧基數(shù)為106－100＝6(個(gè))；每條肽鏈的一端是氨基，另一端是羧基，因此這些氨基酸縮合成5條多肽鏈時(shí)，共含有羧基數(shù)為6＋5＝11(個(gè))。4.某蛋白質(zhì)由574個(gè)氨基酸、4條肽鏈組成，分子式是C3032H4816O872N780S8Fe4，那么它的R基上氨基數(shù)目最多有A.205個(gè) B.206個(gè) C.207個(gè) D.217個(gè)√123456解析蛋白質(zhì)由574個(gè)氨基酸、4條肽鏈組成，分子式中N原子數(shù)是780個(gè)，分子中的氮原子數(shù)＝氨基酸的個(gè)數(shù)(肽鍵數(shù)＋肽鏈數(shù))＋R基上的氨基數(shù)，那么它的R基上的氮原子數(shù)＝分子中的氮原子數(shù)－氨基酸的個(gè)數(shù)(肽鍵數(shù)＋肽鏈數(shù))＝780－574＝206(個(gè))，則R基中氨基數(shù)目最多有206個(gè)。5.有一條多肽鏈，分子式為CxHyOpNqS，將它徹底水解后，只得到下列四種氨基酸，分析推算可知，該多肽的肽鍵個(gè)數(shù)為A.q－2 B.p－2 C.q＋2 D.p＋2√123456解析根據(jù)所給的氨基酸分子式可知，每個(gè)氨基酸只有2個(gè)氧原子，因此根據(jù)氧原子個(gè)數(shù)可求出組成該多肽的氨基酸總個(gè)數(shù)。假設(shè)氨基酸個(gè)數(shù)為M，則根據(jù)氧原子守恒可知：M×2－(M－1)＝p，求出M＝p－1，肽鍵數(shù)等于氨基酸個(gè)數(shù)－肽鏈數(shù)，故該多肽的肽鍵個(gè)數(shù)為p－2。1234