蛋白质水解规律及应用[
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蛋白质水解规律及应用
刘艳玲
一. 蛋白质水解产物的确定
蛋白质在酸性、碱性、酶等条件下发生水解,蛋白质的水解中间过程,可以生成多肽,但水解的最终产物都是氨基酸。蛋白质水解生成氨基酸大约有20余种,天然蛋白质水解的最终产物都是氨基酸。 ,,
例1. 某天然蛋白质充分水解后,能分离出有机物R,R可与等物质的量的KOH或盐酸完全反应。3.75gR可与50ml、1mol/L的NaOH完全中和,则R的结构简式为
A. CH,COOH2|NH2
3B. CH,CH,COOH|NH2
22D. HOOC,CH,CH,CH,COOH|NH2
,,氨基酸解析:天然蛋白质水解产物R为,R与KOH或HCl反应时为等物质的量3.75完全反应,说明R分子中有一个氨基和一个羧基。此有机物相对分子的质量,M,,75
0.05通过式量分析:
75,16(,NH),45(,COOH),14(CH)22
运用残基分析法,说明含有一个残基,则R的结构简式为,,CH,HN,CH,COOH222故选A。
二. 蛋白质水解中的断键位置
蛋白质的水解遵循“哪里来,哪里去”原则,即水从哪里生成,就从哪里加水进去,所以蛋白质水解中的断键位置,就是羧基中的碳原子和氨基中的氮原子相连的肽键。
例2. 下图表示蛋白质结构的一部分,图中A、B、C、D表示了分子中不同的键,当蛋白质发生水解反应时,断裂的键是
,,氨基酸通过解析:天然蛋白质是肽键生成的高分子化合物,成键时羧基上脱去羟
O
||基,氨基上脱去氢原子,形成酰胺基结构。因此蛋白质水解时应是酰胺基结构,C,NH,
上的C-N键断裂。故选:C。
例3. 有一种式量为M的多肽,经水解后只得到甘氨酸,如果该多肽是链状分子,则一个这种多肽分子含有肽键数为( )
M,75M,18M,18MM,75A. B. C. D. 57757575
解析:守恒法。设多肽分子中含有n个肽键,已知每2个氨基酸脱1分子水形成二肽,(n,1),75,M,18n,解得:n,含有一个肽键,类推,含n个肽键,需要(n+1)个甘氨酸脱n个水,根据质量守恒:
,故选A。 57
三. 蛋白质水解后生成氨基酸分子数的确定
根据2个氨基酸脱1分子水形成二肽,含有一个肽键,3个氨基酸脱2分子水形成三肽,类推(n+1)个氨基酸脱n分子水形成多肽,含n个肽键。反之,一个链状蛋白质分子(多HN,CHCOOH(甘氨酸CHON)22252-1)个水分子。 肽分子)水解生成n个氨基酸分子,则要消耗(n
例4. 今有一个多肽,其分子式是CHON,已知将它水解后只得到下列四种氨55701910CH,CH,COOH(丙氨酸CHON)3372基酸: |NH2
HOOCCH,CH,CH,COOH(谷氨酸CHON)22594
|NH2
(1)这个多肽是几肽,有几个肽键,
(2)该多肽水解后有几个谷氨酸,几个苯丙氨酸,
解析:(1)解此题可根据蛋白质水解规律,利用原子守恒法解答。因这几个氨基酸均只有一个氮原子,多肽的分子式中有十个氮原子,则有十个氨基酸参加反应,故为十肽。十个氨基酸之间可脱去九分子水,则有九个肽键。
(2)因十个氨基酸脱去九个水分子后,生成多肽中有70个氢原子和19个氧原子,则十个氨基酸共有70+18=88个氢原子和19+9=28个氧原子。
设该多肽中含甘氨酸、丙氨酸、谷氨酸、苯丙氨酸分别为a、b、c、d个,分别由C、H、O、N原子守恒得关系式如下:
2a,3b,5c,9d,55(C),
,
5a,7b,9c,11d,70,18(H),
,
a,b,c,d,10(N) ,
,2(a,b,d),4c,19,9(O),
解得:a=1,b=2,c=4,d=3 故该多肽水解后有4个谷氨酸,3个苯丙氨酸。