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蛋白质计算题型归纳 - 副本


蛋白质的计算题型归纳

编写:马灵轩

蛋白质计算题型归纳 目录
蛋白质计算题型归纳.......................................................................................................................... 1

一、氨基酸层次的有关计算 .............................................................................................................. 1 二、有关氨基酸脱水缩合形成多肽的计算 ...................................................................................... 1 (一)形成一条肽链时的肽键数、脱去的水分子数的计算 .................................................. 1 (二)一条肽链形成环状时的计算 .......................................................................................... 2 (三)计算一条多肽链中氨基酸总数目 .................................................................................. 2 (四)在一条肽链上依据特定氨基酸的特点,计算多肽的数目或特定氨基酸的数目 ...... 2 (五)计算形成多条肽链时的肽键数、脱去的水分子数,至少含有的 O、N 原子 ........... 2 (六)多肽链和环肽共同计算 .................................................................................................. 3 (七)求多肽链中脱水缩合前后 C、H、O、N 原子数的变化 .............................................. 3 (八)蛋白质的水解(普通水解生成多肽,不涉及去除特定氨基酸) .............................. 4 (九)蛋白酶去除特定氨基酸的水解 ...................................................................................... 4 (十)多肽链合成中.氨基酸数与相应 DNA 及 RNA 片段中碱基数目之间关系的计算.... 5 三、有关蛋白质的计算...................................................................................................................... 5 (一)计算单条肽链的相对分子质量 ...................................................................................... 5 (二)计算多条肽链不涉及链间连接的简单相对分子量 ...................................................... 5 (三)多条肽链间涉及二硫键的分子量计算 .......................................................................... 5 (四)蛋白质多样性计算.......................................................................................................... 5 (五)氨基酸排列顺序的推断 .................................................................................................. 5

一、氨基酸层次的有关计算
例 1. 谷氨酸的 R 基为 C3H5O2,1 分子谷氨酸含有的 C、H、O、N 原子数依次是 A. 5、9、4、1 B. 4、8、5、1 C. 5、8、4、1 D. 4、9、4、1 计算技巧 1:类型归纳:已知氨基酸的 R 基团的分子式,求氨基酸的分子式。考查氨基酸的 结构通式

二、有关氨基酸脱水缩合形成多肽的计算
(一)形成一条肽链时的肽键数、脱去的水分子数的计算
例2.右图依次为丙氨酸、丝氨酸和天门冬氨酸的结 构式。由这三个氨基酸脱水缩合所形成的化合物 中,含有的氨基、羧基和肽键的数目是 A. 1、1、3 B. 3、3、2
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C. 1、1、2 D. 1、2、2 计算技巧 2:蛋白质中的肽键数=脱去的水分子数=氨基酸个数-肽链数

(二)一条肽链形成环状时的计算
计算技巧 3:若由氨基酸脱水缩合形成环状肽,则肽键数=氨基酸个数=脱去的水分子数 若 20 种氨基酸的平均分子量为 128,由 100 个氨基酸所组成的 1 个环状多肽,其分子量应为 [ ] A.12800 B.11018 C.11000 D.11036

(三)计算一条多肽链中氨基酸总数目
例 4.分析多肽 E 和多肽 F(均有一条肽链组成)得到以下结果(单位:个): 元素或基团 C H O N -NH2 —COOH 多肽 E 201 348 62 53 3 2 多肽 F 182 294 55 54 6 1 那么请你推算这两种多肽中氨基酸的数目最可能是 A. 199 和 181 B. 340 和 281 C. 58 和 53 D. 51 和 49 规律:(1)若已知多肽中的氮原子数为 m,则缩合成该多肽的氨基酸数目最多为 m。 (2)若已知多肽中氮原子数为 m,氨基个数为 n,则缩合为该多肽的氨基酸数目为 m-n+肽链数。 计算技巧 4:该算法默认 N 原子有两种存在方式(只有-NH2 和-CO-NH-,没有像精氨酸、组氨酸等 杂环上的 N)三个存在部位(-NH2 有两个部位:左端的-NH2 端和 R 基团上)。m-n=肽键数,肽键数 +肽链数=氨基酸数

(四)在一条肽链上依据特定氨基酸的特点,计算多肽的数目或特定氨基酸的数目
例 5.有一条多肽链,分子式为 CxHyOpNqS,将它彻底水解后,只得到下列四种氨基酸。分析推算可 知,水解得到的氨基酸个数为( )

A.q+1 B.p-1 C.q-2 D.p+1 例 6.某一条多肽链为 199 肽,其分子式为 CxHyNAOBS2(A>199,B>200),并且由下列 5 种氨基酸组成:

那么该多肽彻底水解后将会得到赖氨酸,天门冬氨酸各多少个? A. A-199,(B-200)/2 B. A-200,B-200 C. A-199,(B-199)/2 D. A-200, (B-200)/2 分析:N 原子数=左端的-NH2 数+R 基团上-NH2 数+肽键上 N 原子数,则 R 基团数=(N 原子数左端的 N 原子数-肽键上 N 原子数)/1=(A-199)/1 O 原子数=右端的-COOH 数+R 基团上 O 数+肽键上 O 原子数,则 R 基团数= (O 原子数-右端的 -COOH 数上的 O 原子数-肽键上 O 原子数)/2=(A-200)/2。 注意:此计算要求 R 基团上的 O 原子只能以含两个 O 原子的-COOH 存在。但实际上 20 种氨基酸中 并非所有的 R 基上含 O 的氨基酸只以-COOH 存在。还有丝氨酸和酪氨酸的-OH。

(五)计算形成多条肽链时的肽键数、脱去的水分子数,至少含有的 O、N 原子
例 7.免疫球蛋白 IgG 的结构示意图如下.其中—s—s 表示连接两条相邻肽链的二硫链。若 该 lgG 由 m 个氨基酸构成,则该 lgG 有肽键数 A.m 个 B.(m+1)个 C.(m—2)个 D.(m—4)个 点拨:由题图可知,该蛋白 IgG 由 4 条肽链组成,所以该 lgG 有肽键数为 (m—4)。 说明:多条肽链间可以以二硫键相连接,也可以以氢键、离子键、范德华引
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力相连。 例 8:某蛋白质含 n 个氨基酸,由 m 条肽链组成,该蛋白质至少含氧、氮原子数为( ) A.n-m,m B.n+m,n C.n+2m,m+n D.n-2m,m-n 解析:n 个氨基酸(氧原子个数最少时,认为R基上无 O 原子)共有的O原子数为 2n 个,在脱 水缩合时共脱去的水分子数为 n-m 个,因此该蛋白质至少含氧原子数为 2n-(n-m)= n+m,正确 答案为 B。 变式 1、如图表示某种蛋白质中相关基团的数目,据图可知该蛋白质( ) A.由两条肽链组成 B.共有 126 个肽键 C.R 基中共含 17 个氨基 D.形成过程中脱去 125 分子的水 解析:B 应为 124 个肽键,C 应为 15 个氨基,D 应为 124

(六)多肽链和环肽共同计算
例9: 某蛋白质由m个氨基酸组成,共n条肽链,其中有z条肽链呈环状,此蛋白质彻底水解消耗的水分 子数为( )m-n+z

(七)求多肽链中脱水缩合前后 C、H、O、N 原子数的变化
例 10:丙氨酸的R基为—CH3,谷氨酸的R基为—C3H5O2,它们缩合后形成的二肽分 子中C、H、O的原子比例为: A、7:16:6 B、7:14:5 C、8:12:4 D、8:14:5 类型归纳:已知 R 基团分子式,求脱水缩合后产物的分子式 点拨:丙氨酸的 C 原子数=(1+3)+2*2=8;H 原子数=(3+5)+(2+1)*2=14; O 原子数=(0+2)+2+1=5。答案:D。 计算技巧 6:在氨基酸脱水缩合后形成的蛋白质中, (1)C 原子数=R 基中 C 原子数+氨基酸个数×2 (2) H 原子数=各氨基酸中 H 原子的总数-脱水水分子数×2=R 基中 H 原子数+肽链条数 (左端-NH2 数)×2+氨基酸残基个数×2= R 基中 H 原子数+(+肽链数)×2 说明:氨基酸残基是脱水缩合后的氨基酸,H 原子是与氨基酸中心碳相连接的 H 和-CO-NH-上的 H (3)O 原子数=各氨基酸中 O 原子的总数-脱水水分子数=R 基上的 O 原子数+肽键数+肽链数×2 (4)N 原子数=各氨基酸中 N 原子的总数=R 基上的 N 原子数+肽键数+肽链数 例 11.一条肽链的分子式为 C22H34O13N6, 其 水解后共产生了下列 3 种氨基酸: 据此判 断,下列有关叙述错误的是 A.1 个 C22H34O13N6 分子水解后可以产生 3 个谷氨酸 B.合成 1 个 C22H34O13N6 分子同时将产生 5 个水分子 C.1 个 C22H34O13N6 分子中存在 1 个游离的氨基和 3 个游离的羧基 D.在细胞中合成 1 个 C22H34O13N6 分子至少需要 3 种 tRNA 解析:依据化学知识写出甘、丙、谷的分子式,再分别设它们为 x 个、y 个、z 个。依据 N 原子守恒得①x+y+z=;依 H 原子在脱水缩合前后的变化得②5x+7y+9z-5×2=34;依 O 原子脱水前 后变化得③2x+2y+4z-5=13;依 N 原子变化得④2x+3y+5z=22 计算得 x=2,y=1,z=3 D 项:三种氨基酸至少需要三种 tRNA,是因为每 种氨基酸可能由不同的 tRNA 来携带。 例 12. 现 有 一 种 “ 十 三 肽 ” , 分 子 式 为 C54H95N17O20,已知将它彻底水解后只得到下列氨基酸。 (1)将该“十三肽”彻底水解后有________个丙 氨酸,_______个赖氨酸,________个天冬氨酸。
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(2)和未水解的化合物相比, 水解后哪几种元素的数目增加了?________。 哪几种元素的数目 减少了?________。 解析:(1)“十三肽”是由 13 个氨基酸脱水缩合而生成的,所以“十三肽”的 C、N 数目为全 部氨基酸中的 C、N 数之和。设水解后有 x 个丙氨酸,y 个赖氨酸,z 个天冬氨酸,依题意有:

x+y+z= 按氨基酸数建立等式 ? ? 按C原子数建立等式 ?3x+6y+4z= ? 按N原子数建立等式 ?x+2y+z=
解方程组得 x=6,y=4,z=3。 (2)水解时肽键打开,水分子中的—OH 和肽键中的—CO—相连,水分子中的-H 和肽键中的 —NH—相连,因此和未水解的多肽相比,水解后 H 和 O 两种元素的数量增加了,其他元素的数目 都没有减少。 答案:(1)6 4 3 (2)H 和 O 无

(八)蛋白质的水解(普通水解生成多肽,不涉及去除特定氨基酸)
例 13.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( C )

变式训练 2:蛋白质分子能被肽酶降解,至于哪一肽键被断裂则决定于肽酶的类型。肽酶 P 能断 裂带有侧链 R4 的氨基酸和相邻氨基酸的氨基基团之间的肽键。下列说法正确的是 A. 上图所示肽链由 4 个氨基酸脱水 缩合而成 B. 不同蛋白酶对蛋白质的识别主要 体现在 1 处或 3 处的化学键上 C. 肽酶 P 可催 化断裂的化学 键在“ 3 ” 处 D. 肽酶 P 可催 化断裂的化学 键在“ 1 ” 处

(九)蛋白酶去除特定氨基酸的水解
例 14.如图表示胰岛素分子中的一条多肽链,其中有三个甘氨酸分别位于第 8、20、23 位。下列 叙述正确的是

A.图中多肽链至少含有一个羧基(位于第 1 位)和一个氨基(位于第 30 位) B.用特殊水解酶选择性除去图中三个甘氨酸,形成的产物比原多肽链多五个氧原子 C.用特殊水解酶选择性除去图中三个甘氨酸,形成的产物中有四个多肽 D.该多肽链释放到细胞外需要经过两种细胞器的加工 例 15.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) ,下 列有关该过程的叙述中,错误的是 A. 肽键数目减少 7 个 B. C 原子减少 12 个
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C. 氨基和羧基分别增加 3 个 D. O 原子数目不变

(十)多肽链合成中.氨基酸数与相应 DNA 及 RNA 片段中碱基数目之间关系的计算
蛋白质中氨基酸数目与双链 DNA(基因)、mRNA 碱基数的计算: (1)DNA 基因的碱基数(至少):mRNA 的碱基数(至少):蛋白质中氨基酸的数目=6:3:1; (2)肽键数(得失水数)+肽链数=氨基酸数=mRNA 碱基数/3=(DNA)基因碱基数/6; 例 16.1965 年我国科学家在世界上首次合成结晶牛胰岛素,它是由两条肽链共 51 氨基酸组 成的具有生物活性的蛋白质,假若决定该牛胰岛素的基因(其 mRNA 上包括 3 个终止密码子)中碱 基 A 占 25%,那么按理论计算碱基 C 的数目是 个。 A、81 B、76 C、153 D、324 点拨:一个氨基酸对应基因中的 6 个碱基,所以基因中全部碱基至少应为 51×6=306,但本 题考虑到终止密码,由于该 mRNA 有三个终止密码,共含 9 个碱基,则转录这三个终止密码的 DNA 上相应有 18 个碱基,所以全部碱基为 306+18=324,又因为该基因 A 占 25%,根据碱基互补配对 原则易得 C 也占 25%,因此碱基 C 的数目为 324×25%=81,答案为 A。 注意:关于终止密码子所占的数量,如果题目中没有明确要求时不做计算

三、有关蛋白质的计算
(一)计算单条肽链的相对分子质量
计算技巧 7 : 蛋白质的相对分子质量=氨基酸分子个数×氨基酸平均相对分子质量-18×脱去 的水分子数 例 17.组成生物体某蛋白质的 20 种氨基酸的平均相对分子质量为 128,一条含有 100

个肽键的多肽链的相对分子质量为?
100 个肽键即一共有 101 个氨基酸组成该多肽 ,再减去生成肽键脱去的 100 个水分子质 量.128*101-100*18=11128

(二)计算多条肽链不涉及链间连接的简单相对分子量
例 18.一种蛋白质由两条肽链构成,共含有 100 个氨基酸,若每个氨基酸相对平均分子质量 是 120,则该蛋白质的相对分子质量约是______ A.12000 B.10236 C.10218 D.13764 点拨:脱去的水分子数要应用计算技巧 7 来求得,所以蛋白质的相对分子质量=100*120-18* (100-2)=10236。答案:B

(三)多条肽链间涉及二硫键的分子量计算
例 19.下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

(四)蛋白质多样性计算
计算技巧 8: 假设有 n(0<n<20)种氨基酸,由这 n 种氨基酸形成多肽,情况如下: m (1)每种氨基酸数目无限的情况下,可形成 m 肽的种类为 n 种; (2) 每种氨基酸数目只有一个的情况下 , 可形成 m 肽的种类为 n×(n-1)×(n-2)??× (n-m+1)

(五)氨基酸排列顺序的推断
例 20.某一条肽链由 10 个氨基酸组成, 利用水解法Ⅰ得到四个片段, 即: A—P; H—V; G—L—B—T; C—T。利用水解法Ⅱ得到三个片段,即:A—P—G—L;T—H—V; B—T—C。(其中字母表示氨基 酸,“—”表示肽键)。从有重叠结构的各个肽的顺序中可推断出该十肽的氨基酸序列为 A. A—P—H—V—G—L—B—T—C—T B. A—P—G—L—B—T—C—T—H—V C. T—H—V—A—P—G—L—B—T—C D. G—L—B—T—A—P—H—V—C—T
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