例解“相关蛋白质的计算” 以细菌为例说明蛋白质翻译的过程

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1、例解“相关蛋白质的计算” 以细菌为例说明蛋白质翻译的过程 研究蛋白质有时需要计算其组成的氨基酸的数目、形成的肽键、肽链等问题，因为蛋白质的结构很复杂，处理这类问题，需要在蛋白质结构的各个层次上有目标地分析相关的数学关系。 1蛋白质的结构有多个层次氨基酸每个氨基酸全部有这么一个c原子，同时连结有一个游离的氨基、一个游离的羧基、一个H原子、和一个R基。R基中没有氮原子时，一个氨基酸一个氮原子。 R基中没有氧原子时，一个氨基酸两个氧原子。氨基酸的缩合不考虑R基中的氨基和羧基，两个氨基酸共有两个氨基和两个羧基。两个氨基酸缩合形成二肽，二肽分子一端是氨基，另一端是羧基。一个氨基和一个羧基缩合形成肽键，失

2、去一分子水少了两个氢原子和一个氧原子，而氮原子等没有降低。肽链多个氨基酸缩合形成一条肽链，它们之间以肽键相连：两个氨基酸形成一个肽键、三个氨基酸形成两个肽键，一条肽链中肽键数=氨基酸数1。不考虑各氨基酸R基中的氨基和羧基，肽链一端是游离的氨基，另一端是游离的羧基。余的氨基和羧基缩合形成了肽键。有些多肽形成环肽，肽链首尾相连，两端的氨基和羧基也缩合形成了肽键。“环肽中肽键数=氨基酸数”。蛋白质一个蛋白质可能是一条肽链盘曲折叠形成，也可能是几条肽链形成。肽链间不会以肽键相连，假如肽链间由肽键相连，那就是一条肽链。每条肽链中：肽键数：氨基酸数-1；多条肽链中：肽键数=氨基酸数一肽链数。2计算蛋白质中

3、的相关问题可分为四类计算多肽或蛋白质中肽键数目、缩合失去水分子数、水解需要水分子数 肽键的数目=氨基酸缩合失去水分子数=完全水解成氨基酸需要水分子数。通常全部从肽键形成来分析，应用“一条肽链中：肽键数=氨基酸数-1”、“多条肽链中：肽键数=氨基酸数一肽链数”等进行计算。例1某肽链由51个氨基酸组成，假如用肽酶把其分解成1个二肽、2个五肽、3个六肽、3个七肽，赠这些短肽的肽键总数、分解成这些小分子肽所需的水分子数分别为?解析：水解共形成1+2+3+3=9条肽链。这九条肽链的肽键总数=51-9=42；分解成这些小分子肽并不是完全水解，而是一条肽链变成九条多肽，只破坏了8个肽键，即只需要有8分子水。

4、 参考答案：42；8。 例2 由m个氨基酸组成的一个蛋白质分子，含n个多肽，其中=条是环状多肽，这个蛋白质分子完全水解共需水分子数?解析：n个多肽假如认为全部是肽链，每条肽链：肽键数=氨基酸数-1，这个蛋白质完全水解成氨基酸，破坏的肽键数=m-n；环肽中氨基酸数=肽键数，每一个环肽比相同氨基酸数量的肽链多一个肽键，这n条肽链有z个环肽，即“m-n”多减了z个肽键。参考答案：m-n+z。计算多肽或蛋白质中游离氨基、羧基数目不考虑R基，一条肽链只有一个氨基、一个羧基。最少含有的游离氨基或羧基数=肽链数，最少是说R基中没有氨基、羧基。全部的氨基或羧基数=肽链数+R基中含有的氨基或羧基数。例3现有10

5、00个氨基酸，其中氨基有1020个，羧基有1050个，由此合成的4条多肽链中共有肽腱、氨基、羧基的数目是A90010161046 B999 1 1C9962454D99610161046解析：这1000个氨基酸，假如R基中无氨基和羧基，共有1000个氨基和1000个羧基，即可知R基中有氨基20个、羧基50个。由这种1000氨基酸形成4条肽链，形成肽键1000-4=996；“氨基或羧基数=肽链数+R基中含有的氨基或羧基数”，这4条肽链共有氨基4+20=24，共有羧基4+50=54。参考答案：c。计算多肽或蛋白质中特定种类的氨基酸的数目多肽或蛋白质由一定数量氨基酸组成，要计算其中某种氨基酸的数目，

6、必需找到该种氨基酸和其它氨基酸不一样的特点，而这一特点要在R基中来寻求不一样的氨基酸就是因为R基的不一样。例4现有一个“十二肽”，分子式为CxHyNzOwS。已知将它根本水解后只好到下列氨基酸：一分子该“十二肽”根本水解后可产生_个赖氨酸和_个天门冬氨酸。解析：要分别算赖氨酸和天门冬氨酸，要找它们区分于其它氨基酸的特点。只有赖氨酸R基中有氮原子，而且只有一个氮原子，赖氨酸数：R基中的氮原子数。这12个游离氨基酸中全部的N原子数为z。因为氮原子缩合中不降低；除R基外这12个氨基酸全部的氮原子数为12。因为排除R基中的氮原子，每个氨基酸只有一个氮原子；R基中的N原子数为z-12，可知赖氨酸的数目=

7、z-12。只有天门冬氨酸R基中有氧原子，而且是有两个氧原子，天门冬氨酸数=/2。这12个游离氨基酸中全部的氧原子数=w+11。因为12个氨基酸缩合时失去11分子水，氧原子降低了11个；除R基外这12个游离氨基酸中全部的氧原子数为12x2=2A-。因为排除R基中的氧原子，每个氨基酸有两个氧原子；R基中的氧原子数=w+11-24，可知天门冬氨酸的数目=2。参考答案：赖氨酸的数目：z-12：天门冬氨酸的数目：/2。计算氨基酸数目要计算多肽中的氨基酸数，应该寻求各氨基酸的共性。用氮原子判定，各氨基酸的共性：排除R基中的氮原子，每个氨基酸一个氮原子。氮基酸数=多肽总的氮原子数R基中氮原子数。“多肽总的氮

8、原子数”即“组成多肽全部氨基酸的氮原子数”，减去R基中的氮原子后，每一个氨基酸一个氮原子。用氧原子判定，各氨基酸的共性：排除R基中的氧原子，每个氨基酸两个氧原子。氮基酸数：/2，“多肽总的氧原子+失去水分子数”即“组成多肽全部氨基酸的氮原子数”，减去R基中的氧原子后，每一个氨基酸有两个氧原子。例5分析多肽E得到以下结果：多肽E中氨基酸的数目最可能是多少?解析：分析多肽E，有3个氨基、2个羧基，即多肚E的R基中有2个氨基、1个羧基。设多肽E由n个氨基酸组成。由氮原子判定，n=53-R基中氮原子数。R基中有2个氨基，即R基中最少有2个氮原子。n最大为：53-2=51。用氧原子判定，n=，2。失去水

9、分子数为n-1，R基中有1个羧基，即R基最少有2个的氧原子。假如认为R基只有2个氧原子，n=62+-212。n最大为：59。即多肽E中氨基酸数最可能为51。例6有一条多肽链，分子式为CxHyOpNqS，将它根本水解后，只好到下列四种氨基酸。分析推算可知，水解得到的氨基酸个数为Aq+1Bp-1Cq-2Dp+l解析：设该多肽氨基酸数为n。用氮原子判定，n=q-R基中氮原子数，只有赖氨酸R基中有一个氮原子，但赖氨酸的数目无法知道，R基中氮原子数也就无法知道。用氮原子无法判定。用氧原子判定，这四种氨基酸的R基中全部没有氧原子，形成该多肽失去水分子数为n-1，n=p+-0/2，可推知n=p-1。参考答案：B。