Question

5．分析并回答有關(guān)蛋白質(zhì)的計算問題：
（1）某蛋白質(zhì)由124個氨基酸組成，其中有8個-SH，在肽鏈形成空間結(jié)構(gòu)時，生成4個二硫鍵（-S-S-）（如圖1示），若氨基酸的平均分子量為125，則該蛋白質(zhì)的分子量約為13278．

（2）某一蛋白質(zhì)分子的分子量為12822，由4條肽鏈構(gòu)成，形成1mol該蛋白質(zhì)分子脫去水分子的質(zhì)量為1764克，則用于該蛋白質(zhì)合成的氨基酸的平均分子量為143．
（3）已知某氨基酸的R基為（-C₂H₄ON），現(xiàn)有一分子式為C₇₂H₁₁₃N₂₁O₂₂S₂的鏈狀多肽，其中含有3個具有上述R基的氨基酸．則該多肽中最多有17個肽鍵．
（4）經(jīng)分析，某條多肽鏈中有氧原子a個，氮原子b個，一分子該多肽徹底水解剛好消耗c個水分子，并且只得到圖2四種氨基酸．經(jīng)分析推算可知，1分子該多肽水解得到的賴氨酸個數(shù)為b-c-1個，谷氨酸的個數(shù)為$\frac{a-c-2}{2}$個．
（5）用某種肽酶處理1mol某鏈狀多肽，充分反應(yīng)后得到4mol的氨基酸、2mol的二肽、3mol的四肽和4mol六肽的混合物，則消耗了12mol的水分子．

Answer 1

分析 1、構(gòu)成蛋白質(zhì)的基本單位是氨基酸，其結(jié)構(gòu)通式是，即每種氨基酸分子至少都含有一個氨基和一個羧基，且都有一個氨基和一個羧基連接在同一個碳原子上，這個碳原子還連接一個氫和一個R基，氨基酸的不同在于R基的不同．
2、氨基酸在核糖體中通過脫水縮合形成多肽鏈，而脫水縮合是指一個氨基酸分子的羧基（-COOH ）和另一個氨基酸分子的氨基（-NH₂）相連接，同時脫出一分子水的過程；連接兩個氨基酸的化學(xué)鍵是肽鍵，其結(jié)構(gòu)式是-CO-NH-；氨基酸形成多肽過程中的相關(guān)計算：肽鍵數(shù)=脫去水分子數(shù)=氨基酸數(shù)一肽鏈數(shù)，游離氨基或羧基數(shù)=肽鏈數(shù)+R基中含有的氨基或羧基數(shù)，至少含有的游離氨基或羧基數(shù)=肽鏈數(shù)，氮原子數(shù)=肽鍵數(shù)+肽鏈數(shù)+R基上的氮原子數(shù)=各氨基酸中氮原子總數(shù)，氧原子數(shù)=肽鍵數(shù)+2×肽鏈數(shù)+R基上的氧原子數(shù)=各氨基酸中氧原子總數(shù)一脫去水分子數(shù)，蛋白質(zhì)的相對分子質(zhì)量=氨基酸數(shù)目×氨基酸平均相對分子質(zhì)量一脫去水分子數(shù)×18．

解答 解：（1）124個氨基酸形成1條肽鏈脫去的水分子數(shù)=氨基酸數(shù)-肽鏈數(shù)=124-1=123個，8個-SH形成4個二硫鍵脫4個氫分子，則該蛋白質(zhì)的分子量=氨基酸數(shù)目×氨基酸平均相對分子質(zhì)量一脫去水分子數(shù)×18-形成4個二硫鍵脫去的氫分子的相對分子質(zhì)量=124×125-123×18-4×2=13278．
（2）每mol水分子的質(zhì)量為18克，質(zhì)量為1764克水的物質(zhì)的量為1764÷18=98mol，即形成每分子該蛋白質(zhì)分子脫去98分子的水，設(shè)用于該蛋白質(zhì)合成的氨基酸的平均分子量為X，根據(jù)“蛋白質(zhì)的相對分子質(zhì)量=氨基酸數(shù)目×氨基酸平均相對分子質(zhì)量一脫去水分子數(shù)×18”可得（98+4）X-98×18=12822，解得X=143．
（3）由氨基酸的結(jié)構(gòu)通式可知，組成蛋白質(zhì)的氨基酸的分子式可表示為C₂H₄O₂N+R基，由題意知某氨基酸的R基為（-C₂H₄ON）、則每分子該氨基酸含有2個N原子，若分子式為C₇₂H₁₁₃N₂₁O₂₂S₂的鏈狀多肽中含有3個該氨基酸，則該肽鏈中的氨基酸最多含有21-2×3+3=18個，18個氨基酸形成的肽鏈中肽鍵的數(shù)目=氨基酸總數(shù)-肽鏈數(shù)=18-1=17個．
（4）在賴氨酸、谷氨酸、丙氨酸和苯丙氨酸分子中，只有賴氨酸分子中含有2個氮原子（其它三種氨基酸分子中均含1個氮原子），只有谷氨酸分子中含有4個氧原子（其它三種氨基酸分子中均含2個氧原子），設(shè)該多肽中含有賴氨酸Y個、谷氨酸Z個，由“氮原子數(shù)=氨基酸中氮原子總數(shù)”得2Y+（c+1-Y）×1=b、解得Y=b-c-1，由“氧原子數(shù)=各氨基酸中氧原子總數(shù)一脫去水分子數(shù)”得4Z+2（c+1-Z）-c=a，解得Z=$\frac{a-c-2}{2}$．
（5）用某種肽酶處理1mol某鏈狀多肽，充分反應(yīng)后得到4mol的氨基酸、2mol的二肽、3mol的四肽和4mol六肽的混合物，反應(yīng)得到混合物的總的物質(zhì)的量=4+2+3+4=13mol，其消耗水分子的物質(zhì)的量為13-1=12mol．
故答案為：
（1）13278  
（2）143  
（3）17  
（4）b-c-1      $\frac{a-c-2}{2}$ 
（5）12

點(diǎn)評 本題結(jié)合某蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)圖、四種氨基酸的分子結(jié)構(gòu)圖，考查蛋白質(zhì)的合成--氨基酸脫水縮合的知識，考生識記氨基酸的結(jié)構(gòu)通式，明確氨基酸脫水縮合的過程和實(shí)質(zhì)，掌握氨基酸脫水縮合過程中的相關(guān)計算是解題的關(guān)鍵．