徐巍

蛋白質(zhì)（protein）是生命活動(dòng)的承擔(dān)者和體現(xiàn)者，沒(méi)有蛋白質(zhì)就沒(méi)有生命。蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的多樣性決定功能也具有多樣性，蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和功能多樣性又是由基因結(jié)構(gòu)的多樣性決定的。

一、“蛋白質(zhì)”知識(shí)梳理

1.“一個(gè)通式”

蛋白質(zhì)的基本單位—氨基酸的通式只有一個(gè)，即： NH2-CHR-COOH（形象記憶：碳周圍有四個(gè)鄰居，三個(gè)固定鄰居即-H、-NH2、-COOH，一個(gè)變動(dòng)鄰居即R基）。不同的氨基酸分子，具有不同的R基。

2.“兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)”

判斷組成蛋白質(zhì)的氨基酸必須同時(shí)具備的標(biāo)準(zhǔn)有兩個(gè)：一是數(shù)量標(biāo)準(zhǔn)，即每種氨基酸分子至少都含有一個(gè)氨基（-NH2）和一個(gè)羧基（-COOH）;二是位置標(biāo)準(zhǔn)，即都是一個(gè)氨基和一個(gè)羧基連接在同一個(gè)碳原子上。

3.“三個(gè)數(shù)量關(guān)系”

蛋白質(zhì)分子合成過(guò)程中的三個(gè)數(shù)量關(guān)系（氨基酸數(shù)、肽鍵數(shù)或脫水分子數(shù)、肽鏈數(shù)），它們的關(guān)系為：當(dāng)m個(gè)氨基酸縮合成一條肽鏈時(shí)，脫水分子數(shù)為（m-1），形成（m-1）個(gè)肽鍵，即脫去的水分子數(shù)=肽鍵數(shù)=氨基酸數(shù)-1;當(dāng)m個(gè)氨基酸形成n條肽鏈時(shí)，肽鍵數(shù)=脫水分子數(shù)=m-n。

4.“四個(gè)原因”

蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)多樣性的原因有四個(gè)：（1）組成蛋白質(zhì)的氨基酸分子的種類不同。（2）組成蛋白質(zhì)的氨基酸分子的數(shù)量成百上千。（3）組成蛋白質(zhì)的氨基酸分子的排列次序變化多端。（4）蛋白質(zhì)分子的空間結(jié)構(gòu)不同。

5.“五大功能”

蛋白質(zhì)分子主要有五大功能（由分子結(jié)構(gòu)的多樣性決定）：（1）有些蛋白質(zhì)是構(gòu)成細(xì)胞和生物體的重要物質(zhì)，如人和動(dòng)物的肌肉主要是蛋白質(zhì)。（2）有些蛋白質(zhì)有催化作用，如參與生物體各種生命活動(dòng)的絕大多數(shù)酶。（3）有些蛋白質(zhì)有運(yùn)輸作用，如細(xì)胞膜上的載體、紅細(xì)胞中的血紅蛋白。（4）有些蛋白質(zhì)有調(diào)節(jié)作用，如胰島素和生長(zhǎng)激素都是蛋白質(zhì)，能夠調(diào)節(jié)人體的新陳代謝和生長(zhǎng)發(fā)育。（5）有些蛋白質(zhì)有免疫作用，如動(dòng)物和人體的抗體能清除外來(lái)蛋白質(zhì)對(duì)身體生理功能的干擾，起著免疫作用。

二、“蛋白質(zhì)”試題歸類分析

1.有關(guān)蛋白質(zhì)中氨基酸數(shù)、肽鍵數(shù)、脫水?dāng)?shù)、游離氨基或羧基數(shù)的計(jì)算。

例1 ?由m個(gè)氨基酸構(gòu)成的一個(gè)蛋白質(zhì)分子，含n條肽鏈，其中z條是環(huán)狀多肽.這個(gè)蛋白質(zhì)分子完全水解共需水分子個(gè)數(shù)為：

A. m﹣n + z ? ? ? B. m – n - z ? ? ? ?C. m – z + n ? ? ? D. m + z + n

解析：在形成蛋白質(zhì)的過(guò)程中，脫水縮合形成的水分子數(shù)=氨基酸數(shù)目—肽鏈的條數(shù)。假如這n條肽鏈都是直鏈的話，則形成m-n個(gè)水分子;由于形成一個(gè)環(huán)肽比形成一條直鏈肽多形成一個(gè)水分子，而在n條肽鏈中有z條環(huán)肽，故由m個(gè)氨基酸形成該蛋白質(zhì)分子時(shí)形成了m-n+z個(gè)水分子，因此該蛋白質(zhì)水解形成氨基酸的時(shí)候需消耗m-n+z個(gè)水分子。答案為A。

2.有關(guān)蛋白質(zhì)相對(duì)分子質(zhì)量的計(jì)算

蛋白質(zhì)的相對(duì)分子質(zhì)量=氨基酸數(shù)目×氨基酸的平均分子質(zhì)量-脫下水的數(shù)目×18

例2 ?已知20種氨基酸的平均分子質(zhì)量是128，某蛋白質(zhì)分子由兩條肽鏈組成，共有肽鍵98個(gè)，該蛋白質(zhì)的分子質(zhì)量最接近于

A. 12800 B. 12544 ? ? ? ? C. 11036 D. 12888

解析：根據(jù)蛋白質(zhì)中肽鍵數(shù)=氨基酸數(shù)-肽鏈條數(shù)，可以推知氨基酸的數(shù)目為98+2=100，在此蛋白質(zhì)的形成過(guò)程中失去的水分子數(shù)為98，所以該蛋白質(zhì)的分子質(zhì)量=128×100-18×98=11036。答案為C。

3.基因與蛋白質(zhì)關(guān)系及相關(guān)運(yùn)算

DNA分子中堿基數(shù)目：mRNA分子中堿基數(shù)目：蛋白質(zhì)中氨基酸分子數(shù)目 = 6：3：1

例3 ?一條多肽鏈含氨基酸1000個(gè)，則作為合成該多肽鏈模板的信使RNA和用來(lái)轉(zhuǎn)錄該信使RNA的基因分子中分別至少有堿基

A. 3000個(gè)和3000個(gè) B. 3000個(gè)和6000個(gè)

C. 1000個(gè)和4000個(gè) D. 1000個(gè)和3000個(gè)

解析：依DNA中堿基數(shù)：mRNA中堿基數(shù)：蛋白質(zhì)中氨基酸數(shù)=6：3：1，直接得到信使RNA和基因中堿基數(shù)至少為3000個(gè)和6000個(gè)。答案為B。

4.有關(guān)蛋白質(zhì)中含有N、O原子數(shù)的計(jì)算

（1）N原子數(shù)=肽鍵數(shù)+肽鏈數(shù)+R基上的N原子數(shù)=各氨基酸中的N原子總數(shù)

（2）O原子數(shù)=肽鍵數(shù)+2×肽鏈數(shù)+R基上的O原子數(shù)=各氨基酸中的O原子總數(shù)—脫水?dāng)?shù)

5.有關(guān)蛋白質(zhì)種類的計(jì)算

假若有A、B和C三種氨基酸，由這三種氨基酸組成多肽的情況可分如下兩情形分析：

（1）A、B和C三種氨基酸，每種氨基酸數(shù)無(wú)限的情況下，可形成肽類化合物的種類：

形成三肽的種類 ? ? 3×3×3=33=27種

形成二肽的種類 ? ? 3×3=32=9種

（2）A、B和C三種氨基酸，且每種氨基酸數(shù)只有一個(gè)的情況下，可形成肽類化合物的種類：

形成三肽的種類 ? ? 3×2×1=6種

形成二肽的種類 ? ? 3×2=6種