Question

蛋白质相关三种类型计算：

材料一：如图某环状多肽分子，相对分子质量为m，含有一个二硫键，其中氨基酸的平均相对分子质量为a。

材料二：某多肽有20个氨基酸，其中含天门冬氨酸4个，分别位于第5、6、15、20位（见图），现脱掉其中的4个天门冬氨酸。

材料三：有一多肽化合物，其分子式为C₅₅H₇₀O₁₉N₁₀，已知将它彻底水解后只得到下列四种氨基酸，甘氨酸（C₂H₅NO₂）、丙氨酸（C₃H₇NO₂）、谷氨酸（C₅H₉NO₄）和苯丙氨酸（C₉H₁₁NO₂）。

（1）材料一中：该环状多肽分子有___________个氨基酸构成。

（2）材料二中：该20肽水解得到的几种有机物比原20肽增加了_____个氧原子。该20肽水解得到的多肽链比原20肽减少了_________个氧原子。

（3）材料三中：该多肽化合物完全水解后得到的氨基酸中，甘氨酸______个，苯丙氨酸______个。

Answer

（m+2）/（a-18） 6 10 1 3

【解析】

蛋白质分子量、氨基酸数、肽链数、肽键数和脱去水分子数的关系：肽键数=脱去水分子数=氨基酸数一肽链数；蛋白质分子量=氨基酸数目×氨基酸平均相对分子质量一脱去水分子数×18；蛋白质中含有N、O原子数的计算：N原子数=肽键数+肽链数+R基上的N原子数=各氨基酸中N原子总数； O原子数=肽键数+2×肽链数+R基上的O原子数=各氨基酸中O原子总数一脱去水分子数；据此分析。

（1）据图可知，该多肽为环肽，设氨基酸个数为X，则脱去的水分子数为X，形成一个二硫键脱去2个H，根据计算公式：ax-18X-2=m，则X=（m+2）/（a-18），故该环状多肽分子有（m+2）/（a-18）个氨基酸构成。

（2）据图可知，该20肽水解脱掉其中的4个天门冬氨酸后，形成2个四肽（1-4、16-19），1个八肽（7-14），4个游离的氨基酸（5、6、15、20），该多肽水解时需要消耗6分子水，故该20肽水解得到的几种有机物比原20肽增加了6个氧原子；该20肽水解前有19个肽键，R基上共有8个O，O原子总数=19+8+2=29；该20肽水解后有2个四肽，1个八肽，共有13个肽键，O原子总数=13+2×3=19，因此该20肽水解得到的多肽链比原20肽减少了10个氧原子。

（3）根据题意，该多肽分子式为C55H70O19N10，将它彻底水解后只得到下列四种氨基酸，甘氨酸（C2H5NO2）、丙氨酸（C3H7NO2）、谷氨酸（C5H9NO4）和苯丙氨酸（C9H11NO2）；四种氨基酸分子均只含有一个N原子，因此根据该多肽分子式（C55H70O19N10）中的N原子可知，该化合物是由10个氨基酸脱水缩合形成的十肽；四种氨基酸分子中只有谷氨酸含有2个羧基，根据该多肽分子式中的O原子进行计算，谷氨酸数目×4+（10-谷氨酸数目）-9=19，谷氨酸数目为4个；4个谷氨酸共有20个C原子，剩余6个氨基酸共含35个C原子，则可推知，甘氨酸有1个，丙氨酸有2个，苯丙氨酸有3个。