氨基酸合成多肽过程中的相关计算
多肽的分子量计算
多肽的分子量计算全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：多肽是由氨基酸通过肽键连接而成的生物大分子，它在生物体内具有重要的生理功能和生物活性。
分子量是多肽的一个重要性质，它不仅可以反映多肽的分子结构，还可以影响多肽的生物活性和药理特性。
本文将介绍多肽的分子量计算方法，并探讨其在生物医学领域中的应用。
多肽的分子量计算方法主要包括两种：理论计算和实验测定。
理论计算是通过氨基酸的分子量和多肽的氨基酸序列来计算多肽的分子量，其计算公式为：多肽的分子量=各氨基酸分子量之和-（氨基酸个数-1）*18。
一个由5个氨基酸组成的多肽，氨基酸序列为Ala-Glu-Lys-Arg-Ser，那么其分子量为：（Ala的分子量+Glu的分子量+Lys的分子量+Arg的分子量+Ser的分子量）-（5-1）*18=89+147+128+174+105-4*18=607。
这种方法可以快速准确地计算多肽的分子量，但需要提前知道氨基酸的分子量和多肽的氨基酸序列。
实验测定是通过质谱技术来测定多肽的分子量，主要包括质子化质谱（MS）和质-荷比谱（MS/MS）。
质子化质谱是利用质子化的多肽离子在质谱仪中进行质子化、解离和检测，从而得到多肽的分子量信息。
质-荷比谱是在质子化质谱的基础上，进一步将多肽断裂为碎片离子，通过测定不同碎片离子的质谱图谱来确定多肽的氨基酸序列和结构。
这种方法可以直接测定多肽的分子量，并且可以得到更多详细的结构信息，但需要质谱仪和相关技术的支持，成本较高。
多肽的分子量在生物医学领域中有着广泛的应用。
在药物研发领域中，多肽的分子量可以作为药物候选分子的筛选标准，通过计算和测定多肽的分子量来评估其理化性质、稳定性和生物活性，从而选择最有潜力的药物候选分子进行进一步研究开发。
在生物识别和分析领域中，多肽的分子量可以帮助人们设计和合成具有特定结构和功能的多肽，用于生物标识、靶向传递和药物递送等领域。
在临床诊断和治疗领域中，多肽的分子量可以用于诊断和监测某些疾病的生物标志物，设计和开发新型的治疗药物，提高治疗效果和减少副作用。
氨基酸的计算
有关蛋白质计算的几种类型1.已知氨基酸、肽链数目，求肽键数、失水数和氨基、羧基数目。
2.已知氨基酸种类，求形成多肽的种类已知蛋白质（多肽）的分子式，求形成该蛋白质的某种AA的数目。
. 4.与基因控制蛋白质合成有关的蛋白质计算。
例如：人的血红蛋白是由574个氨基酸构成，共计形成4条多肽链，则形成的血红蛋白共失去水分子____个。
直链多肽：肽键数=失水数=消耗的氨基、羧基数=AA数-肽链数环状多肽：肽键数=失水数=消耗的氨基、羧基数=AA数直链多肽：游离的氨基（羧基）数=AA反应前氨基（羧基）数-消耗的氨基（羧基）数环状多肽：游离的氨基（羧基）数=AA反应前氨基（羧基）数-AA数2.已知氨基酸种类，求形成多肽的种类例：现有A、B、C、D、E5种AA，让它们足量混合能够形成五肽多少种？包含这5例2。
现有一种“十二肽”，分子式为CxHyNzOd（z＞12，d＞13）。
已知将它彻底的水解后只得到下列AA：问：将一个“十二肽”彻底水解后，可生成_____个赖氨酸和______个天门冬氨酸。
5.与化学有关的计算（利用反应前后平均相对分子质量守恒进行计算）1.氨基酸的排列与组合计算：蛋白质分子的多样性除了氨基酸的种类、数量外，更多的是因为氨基酸排列次序的多样性。
这涉及数学中的排列组合：①由甲、乙、丙三种氨基酸组成的三肽的种类为3！，即3×2×1=6种，这是数学中的排列；②在某反应容器中给足量的甲、乙、丙三种氨基酸，则该容器内可能生成的三肽种类为3×3×3=27，这就要用到数学中的排列与组合了。
2.蛋白质相对分子质量的计算：主要涉及蛋白质平均分子量的计算、多肽链合成过程中脱水数目及形成肽键数目的计算、蛋白质水解所需水分子的数目计算、蛋白质中氨基和羧基数目的计算、氨基酸的排列顺序等。
在蛋白质的脱水缩合形成过程中：脱去的水分子数＝形成的肽键数＝氨基酸总数－蛋白质1条肽链m个氨基酸组成的蛋白质n条肽链m个氨基酸组成的蛋白质脱水分子数=水解所需水分子数m－1 m－n 具有的肽键数目m－1 m－n 具有R基数目m m至少具有的游离氨基数目 1 n至少具有的游离羧基数目 1 n相对分子质量（设氨基酸平均相对分子质量为p）m p－18（m－1）18是水的分子质量m p－18（m－n）-（2n—2）×1(两条肽链的二硫键失去H的，一般不考虑）每个氨基酸至少含有一个氨基和一个羧基，在缩合反应中，前一个氨基酸的羧基与后一个氨基酸的氨基形成肽键，因此一条肽链中至少有一个氨基（肽链前端）和一个羧基（肽链末端），且R基中的氨基或羧基不参与反应，因此，蛋白质分子中游离的氨基或羧基数就等于肽链数加R基中的氨基或羧基数。
有关氨基酸的计算的解题思路和方法
有关氨基酸的计算的解题思路和方法1 关于“氨基酸、肽键、缩合失水数、肽链的数目”计算例1、某蛋白质由两条多肽链构成，共有肽键500个，缩合成两条肽链的氨基酸分子数和生成的水分子数分别是（）A.498和498B.500和500C.502和500D.501和500解析：由氨基酸形成多肽化合物的方式是脱水缩合，每两个氨基酸之间缩合时要失去一分子的水，同时形成一个肽键，多肽化合物呈链状不呈环状，多肽化合物再经过螺旋、折叠方式等形成复杂的空间结构后就是具有生物活性的蛋白质。
由此可得等量关系：肽键个数=缩合失水分子数=蛋白质水解成氨基酸时的需水分子数=氨基酸分子总个数－肽链条数。
本题答案为C。
2 关于“蛋白质相对分子量”的计算例2、已知20种氨基酸的平均分子量是128，现有一蛋白质分子由两条多肽链组成，共有肽键98个，问此蛋白质的分子量最接近于（）A.12800B.12544C.11036D.12288解析：由氨基酸形成蛋白质的过程中要缩合失水，所以蛋白质的相对分子量=氨基酸的平均分子量×氨基酸总的分子数－18×缩合失水分子数。
上题中的“蛋白质”由98+2=100个氨基酸组成，该蛋白质的分子量为：128×100－18×98=11036，答案为C3 关于“多肽化合物种类数”的计算例3、若以三种氨基酸为原料，可以合成不同结构的三肽物质有（）种。
A.6种B.9种C.27种D.无数种解析：由三个氨基酸缩合而成的化合物叫三肽，形成三肽化合物的三个氨基酸可以是同种，也可以是不同种的氨基酸。
由于题设条件是“三种氨基酸”，数量不定，所以合成不同结构的三肽物质的种数应是P33=27。
如果将题设条件改为“以三个不同种类的氨基酸为原料”，则合成不同结构的三肽物质的种数便是3×2×1=6种。
本题答案为C。
4 关于“多肽中游离的氨基和羧基数目”的计算例4、某一多肽链内共有肽键109个，则此分子中含有—NH2和—COOH的数目至少为（）A.110、110B.109、109C.9、9D.1、1解析：多肽化合物呈链状，根据氨基酸脱水缩合的知识可知：一条肽链的一端必定含有一个氨基，另一端必定含有一个羧基；每形成一个肽键，就要损失一个氨基和一个羧基。
真核生物蛋白质合成能量计算
真核生物蛋白质合成能量计算有关蛋白质和核酸计算注：肽链数（m）；氨基酸总数（n）；氨基酸平均分子量（a）；氨基酸平均分子量（b）；核苷酸总数（c）；核苷酸平均分子量（d）。
1．蛋白质（和多肽）：氨基酸经脱水聚合形成多肽，各种元素的质量守衡，其中H、O参与脱水。
每个氨基酸至少1个氨基和1个羧基，多余的氨基和羧基来自R基。
①氨基酸各原子数计算：C原子数＝R基上C原子数＋2；H原子数＝R基上H原子数＋4；O原子数＝R基上O原子数＋2；N原子数＝R基上N原子数＋1。
②每条肽链游离氨基和羧基至少：各1个；m条肽链蛋白质游离氨基和羧基至少：各m个；③肽键数＝脱水数（得失水数）＝氨基酸数－肽链数＝n-m；④蛋白质由m条多肽链组成：N原子总数＝肽键总数＋m个氨基数（端）＋R基上氨基数；肽键总数＋氨基总数≥肽键总数＋m个氨基数（端）；O原子总数＝肽键总数＋2（m个羧基数（端）＋R基上羧基数）；肽键总数＋2×羧基总数≥肽键总数＋2m个羧基数（端）；⑤蛋白质分子量＝氨基酸总分子量—脱水总分子量（—脱氢总原子量）＝na—18（n—m）；2．蛋白质中氨基酸数目与双链DNA（基因）、mRNA碱基数的计算：①DNA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；③DNA脱水数＝核苷酸总数—DNA双链数＝c—2；mRNA脱水数＝核苷酸总数—mRNA单链数＝c—1；④DNA分子量＝核苷酸总分子量—DNA脱水总分子量＝（6n）d—18（c—2）。
mRNA分子量＝核苷酸总分子量—mRNA脱水总分子量＝（3n）d—18（c—1）。
⑤真核细胞基因：外显子碱基对占整个基因中比例＝编码的氨基酸数×3÷该基因总碱基数×100%；编码的氨基酸数×6≤真核细胞基因中外显子碱基数≤（编码的氨基酸数＋1）×6。
蛋白质相关的计算
蛋白质相关的计算(1)关于组成蛋白质相关的肽链、氨基酸、肽键、脱去水分子的数目、相对分子质量对应关系表如下：假设氨基酸的平均相对分子质量为a ，由n 个氨基酸①脱水数＝肽键数＝氨基酸数－肽链数＝水解需水数②氨基数＝肽链数＋R 基上的氨基数＝各氨基酸中氨基的总数－肽键数③羧基数＝肽链数＋R 基上的羧基数＝各氨基酸中羧基的总数－肽键数④蛋白质相对分子质量＝各氨基酸平均相对分子质量×氨基酸数－18×脱水数⑤N 原子数＝肽键数＋肽链数＋R 基上的N 原子数＝各氨基酸中N 的总数⑥O 原子数＝肽键数＋2×肽链数＋R 基上的O 原子数＝各氨基酸中O 的总数－脱水数⑦H 原子数＝各氨基酸中H 的总数－2×脱水数特别提醒：①蛋白质相对分子质量的计算中若通过图示或其他形式告知蛋白质中有二硫键形成时，要考虑脱去氢的质量。
②若脱水缩合形成的多肽链构成环状，则脱去的水分子数＝参与脱水的氨基酸数＝肽键数，其游离的氨基、羧基只能在R 基团上有可能出现。
(3)氨基酸的排列与多肽的种类计算假若有A 、B 、C 三种氨基酸，由这三种氨基酸组成多肽的情况可分为如下两种情形分析：① A 、B 、C 三种氨基酸，每种氨基酸数目无限的情况下，可形成肽类化合物的种类： 形成三肽的种类：(33＝27种) 形成二肽的种类： (32＝9种)②A 、B 、C 三种氨基酸，且每种氨基酸只有一个的情况下，形成肽类化合物的种类： 形成三肽的种类： (3×2×1＝6种)形成二肽的种类： (3×2＝6种)（1）有m 种氨基酸，每种氨基酸数目无限的情况下，可形成n 肽的种类：mn（2）有m 种氨基酸，每种氨基酸只有一个的情况下，可形成n 肽的种类：m(m-1)(m-2)(m-3)……(m-n+1)n 个(4)氨基酸与相应DNA及RNA片段中碱基数目之间的关系DNA(基因) mRNA 蛋白质碱基数∶碱基数∶氨基酸数6 ∶ 3 ∶ 1由于mRNA中有终止密码子等原因，上述关系应理解为每合成1个氨基酸至少需要mRNA上的3个碱基和DNA (基因)上的6个碱基。
蛋白质(或多肽)的相关计算
例3：已知天冬氨酸的R基为-C2H4ON，现有分子式为 C63H103O30N17S2的多肽，其中含有2个天冬酰胺，在上 述多肽中最多有肽键？
（3）蛋白质（或多肽）的相对分子质量（M）： n：氨基酸的个数
m：肽链条数
a：氨基酸的平均相对分子质量 则M=n▪a-（n-m）▪18- 其他脱去的分子的质量
（4）肽链中的N，O原子数： ①n个氨基酸，形成一条肽链：
N=1+（n-1）+R基中的N
O=2+（n-1 ）+ R基中的O ②n个氨基酸，形成m条肽链：
8.蛋白质（或多肽）的相关计算 （1）肽键数： 肽键数=脱去水分子数=水解时消耗的水分子数
①n个氨基酸形成一条肽链：n-1
②n个氨基酸形成m条肽链：n-m ③环状肽：n 例1：五肽，含有__个肽键，脱去__个水分子，彻底水解 需消耗__个水分子。 例2：某蛋白质分子由A，B，C三条肽链构成，A链由32 个氨基酸缩合而成，B链由45个氨基酸缩合而成，C链 由53个氨基酸缩合而成，问肽键数？ 例3：某蛋白质由m个氨基酸组成，共形成n条肽链，其 中有Z条环状肽，此蛋白质彻底水解消耗的水分子数 为？
N=m+（n-m）+ R基中的N
O=2m&肽链，其分子式为 CxHyOzNw，其中只含有三种氨基酸，分别为： 甘氨酸：-H， 天冬氨酸：-CH2-COOH， 赖氨酸-（CH2）4-NH2， 问：其中含有天冬氨酸及赖氨酸的个数（用字母表示）。 例2：谷胱甘肽分子式为C10H17O6N3S，由谷氨酸 C5H9NO4，甘氨酸C2H5O2N和半胱氨酸缩合而成，则 半胱氨酸分子式为？
（2）肽链中氨基数和羧基数： ①一条肽链中至少含有一个游离的氨基和一个游离 的羧基。 ②m条肽链中至少含有m个游离的氨基和m个游离的 羧基。 ③环状肽：可能无游离的氨基和羧基。 例1：现有800个氨基酸，其中氨基总数为810个，羧基总 数为808个，则由这些氨基酸合成的含有两条肽链的 蛋白质共有肽键，氨基，羧基的数目依次为？ 例2：某多肽共有肽键109个，则含有氨基和羧基数至少 为？
高一生物蛋白质计算题及详解
例2：构成有机体一种蛋白质的20种氨基酸的平均相对分子质量为128，由100个氨基酸组成的2条多肽链的蛋白质的分子量为多少？
解题步骤：1. 明确基本关系：蛋白质的分子量 = 氨基酸数目 × 氨基酸的平均相对分子质量 - 脱水数 × 18。2. 已知条件：氨基酸的平均相对分子质量 = 128，氨基酸数目 = 100，肽链数 = 2。3. 计算脱水数：脱水数 = 氨基酸数目 - 肽链数 = 100 - 2 = 98。4. 代入公式计算：蛋白质的分子量 = 100 × 128 - 98 × 18 = 11036。详解：本题与例1类似，但增加了肽链数的考虑。在脱水缩合过程中，每形成一个肽链，就会减少一个水分子。因此，脱水数等于氨基酸数目减去肽链数。
3ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
例3：某多肽分子式为C42H65N11O9，它彻底水解后只得到如下3种氨基酸（甘氨酸C2H5O2N，丙氨酸C3H7O2N，赖氨酸C6H14N2O2），则此多肽中含有赖氨酸的个数为多少？
解题步骤：1. 明确基本关系：在一条肽链中，当R基上没有N和O时，肽链中N和O的数量关系为N = O - 1。赖氨酸的R基上有一个-NH2，所以分子式中N的总数减去肽键和肽链末端中所含的N的数量，即可得到R基上所含的N的数量，而3种氨基酸中只有赖氨酸的R基上有N。2. 已知条件：多肽分子式为C42H65N11O9，彻底水解后得到3种氨基酸。3. 计算肽键和肽链末端中所含的N的数量：由于这3种氨基酸的R基上均没有O，所以肽键和肽链末端中所含的N的数量 = 肽键和肽链末端中所含的O的数量 - 1 = 9 - 1 = 8。4. 计算R基上所含的N的数量：R基上所含的N的数量 = 分子式中N的总数 - 肽键和肽链末端中所含的N的数量 = 11 - 8 = 3。5. 由于只有赖氨酸的R基上有N，所以此多肽中含有赖氨酸的个数为3。详解：本题主要考察多肽分子中氨基酸数目的计算，特别是当已知多肽分子式和彻底水解后得到的氨基酸种类时，如何计算特定氨基酸的数目。需要掌握氨基酸脱水缩合过程中的基本关系，以及如何利用这些关系进行计算。
课时03 巧解多肽合成中的计算情境试题-2023年高考生物一轮复习小题多维练(解析版)
专题一细胞的分子组成课时03 巧解多肽合成中的计算情境试题1．下面是三个氨基酸的结构式，由这三个氨基酸按顺序脱水缩合所形成的三肽化合物中，含有的肽键、氨基和羧基的数目依次是（）A．1，1，2B．1，2，2C．2，1，2D．1，1，3【答案】C【解析】分析题图，肽键个数=氨基酸个数-肽链条数=3-1=2个，这3个氨基酸分子的R 基团中都不含氨基，因此，由这三个氨基酸脱水缩合所形成的化合物中只含有1个氨基；第三个氨基酸的R基团中含有1个羧基，因此，由这三个氨基酸脱水缩合所形成的化合物中含有的羧基数=1+1=2个；ABD错误，C正确。
2．某蛋白质分子由100个氨基酸组成，含2条肽链，则在氨基酸脱水缩合形成该蛋白质的过程中产生的水分子个数为（）A．1B．2C．98D．99【答案】C【解析】根据分析：该蛋白质分子由100个氨基酸组成，含2条肽链，共产生98个水分子。
3．3个不同的氨基酸可以合成三肽的种类，以及3种不同的氨基酸数量足够时能合成的三肽的种类分别是()。
A．3、9B．6、9C．3、27D．6、27【答案】D【解析】蛋白质的多样性与氨基酸的种类、数目、排列顺序和蛋白质的空间结构有关，三个不同的氨基酸合成三肽的种类是3×2×1=6种，三种不同的氨基酸数量足够时能合成的三肽的种类33=27种。
4．某一蛋白质由3条肽链组成，共含有110个肽键，则此蛋白质分子中至少含有—NH2和—COOH个数及氨基酸数分别为（）A．107个，107个，107个B．110个，110个，110个C．3个，3个，113个D．1个，1个，113个【答案】C【解析】由题意知，该蛋白质含有3条肽链，110个肽键，因此氨基酸数是110+3=113；三条肽链至少含有3个游离的氨基和3个游离的羧基，C正确。
5．某链状多肽由22个氨基酸缩合而成。
在某种情况下该多肽被水解成1个四肽，2个三肽，2个六肽，则这些短肽的游离氨基总数的最小值、肽键总数及水解成这些短肽所需的水分子总数分别为（）A．6、18、22B．5、18、17C．17、17、22D．5、17、4【答案】D【解析】该多肽被水解成5条短肽，故至少有5个游离的氨基；肽键总数=氨基酸总数－肽链数22517=-=（个）；该多肽被水解为5个短肽时有4个肽键断裂，即需要4个水分子。
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一、氨基酸合成多肽过程中的相关计算：
1、蛋白质分子量、氨基酸数、肽链数、肽键数和失去水分子数的关系
肽键数=失去水分子数=氨基酸数—肽链数（不适用于环状肽链）
蛋白质相对分子质量=氨基酸数×氨基酸平均相对分子质量—脱去水分子数
2、蛋白质中游离氨基或惢基数目的计算
至少含有氨基数或羧基数=肽链数
游离氨基或羧基数目=肽链数+R基中含有的氨基或羧基数
3、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O原子的数=个氨基酸中O原子总数—脱去水分子数
4、已知肽链分子式求各氨基酸个数，先看原子数最少的，一般从N原子和O原子
个数着手，若含有S原子，则只需要看S原子数即可
一条肽链上至少含有的N原子数为：氨基酸总数（每个氨基酸上含有1个N原子，脱水缩合对此并无影响）
一条肽链上至少含有的O原子数为：肽键数（肽键上含有1个O原子）+2（游离的羧基含有的O原子数）
5、氨基酸的排列与多肽种类的计算
（1）假若有n种氨基酸形成一个三肽，那么形成三肽的种类有：n3 种
（2）假若n种氨基酸形成一个m肽，则形成的多肽种类有：n m 种
（3）假若有n种氨基酸形成一个三肽，且每种氨基酸只有一个，则形成三肽的种类：
n×（n—1）×（n—2）种
（4）假若有n种氨基酸形成一个n肽且每种氨基酸只有一个则形成n肽的种类：
n×（n—1）×（n—2）×……×1=n！
例题：现有1000个氨基酸其中氨基有1020个，羧基有1050个则由此合成的4条肽链中共有肽键、氨基、羧基的数目是（）
A.996、1016、1046
B.996、4、4
C.996、24、54
D.996、1016、1046
某些肽分子式是C a H b O10N5 将它彻底水解后都能得到下列四种氨基酸：甘氨酸、丙氨酸、苯丙氨酸、谷氨酸，则这些肽共有多少种C25 A33。