蛋白质的各种计算方法

2021年1月25日发(作者：张作霖)
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

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

蛋白质
(
或多肽
)
中原子数计算

多肽种类计算

用原子守恒解答

用数学中“排列组合”解答

列方程求解

解题策略
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“—
CO< br>—
NH
—”交替连接构成的基本骨架，在“
C
”上连接着
R< br>基
和
H
，在肽链的两端分别是游离的“—
NH
2
”和 “—
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－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－肽键数 。

注意

如果不考虑
R
基上的氨
(
羧< br>)
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×氨基酸平均相对分子质量
)
－失水量
(18
×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< br>(
—
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
< br>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
n
×
128
＝
5
646
＋
(n
－
x)
×
18
，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

B
2
．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×
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＝肽链数＋肽键数＋
R
基上的氮原子数＝各氨基酸中氮原子的总数。< br>

(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。


1