第六组-分子量分解问题的探讨
分子量分解问题的探讨
摘要：
本模型先从最原始的条件下开始穷举，发现结果上万，用计算机时不便实现，没有计算机时更难算出，因此我们从已知组成蛋白质的氨基酸分子数和氨基酸种类的情况下分别讨论，减小算法复杂度。模型一有利于笔算者有规律的、有序的得出氨基酸组合方式；模型二利用质量守恒定律列出所有等式，然后化简求出方程的解。模型三、四分别通过图表得到蛋白质分子量、解的个数和程序运行时间的对应关系，让人直观地认识到不同的条件下求解的难易差别很大。模型四在利用化学方法分析出蛋白质的氨基酸成分的基础上化简方程，迅速准确的得到分解结果，并且复杂性最小，时间最短，应用的x 值范围最广，是我们推荐使用的模型。本论文同时运用了MATLAB 和C++两种软件模拟计算，经过对比，突出显示出C++用于循环算法的高效性，其优点将在本论文附录中充分展示。
关键词：
写入关键词（3-5个）：多元线性方程，二叉树，化学测量与分析
一、 问题重述
生命蛋白质是由若干种氨基酸经不同的方式组合而成。在实验中，为了分析某个生命蛋白质的分子组成，通常用质谱实验测定其分子量x (正整数)，然后将分子量x 分解为n 个已知分子量a[i](i=1,.......,n)氨基酸的和的形式。某实验室所研究的问题中： n=18, x ≤1000
a[i](i=1,.......,18)分别为57, 71, 87, 97, 99, 101, 103, 113, 114, 115, 128, 129, 131, 137, 147, 156, 163, 186。要求针对该实验室拥有或不拥有计算机的情况作出解答。
二、问题分析
将蛋白质分子量分解为氨基酸分子的和的形式，也就是令等式
∑==18
1)()(x i i a i b 成立，求每个氨基酸的分子数b(i)。而这实际上就是求多元线性
方程
∑==18
1)()(x i i a i b
的所有整数解的问题。
根据a(i)的值可以推算出这
18种氨基酸为
),117(),115(),105(),89(),75(212422104372273252N O H C N O H C N O H C N O H C N O H C
),133(),132(),131(),121(),119(47324832145272393N O H C N O H C N O H C NS O H C N O H C ),165(),155(),149(),147(),146(2128329629349422145N O H C N O H C NS O H C N O H C N O H C )204(),181(),174(22109311842146N O H C N O H C N O H C 。在没有计算机时可以通过有序的叠加，由k 个氨基酸的组合推出k+1个氨基酸的组合。有计算机时可以找一个算法使复杂度最小，还可以通过实际蛋白质的组成确定其分子量的分解。
三、 模型假设
1、题中所给的为残基的分子量，氨基酸缩水成肽后蛋白质的分子量为氨基酸残基之和+18，由于18可忽略，所以可认为∑==18
1)(x i i a 。
2、本模型只讨论氨基酸分子的个数，不讨论相同氨基酸构成的不同蛋白质序列、不同蛋白质结构。
四、 符号系统
)18,2,1)((a =i i ：第i 种氨基酸的分子量； )18,2,1)(( =i i b ：第i 种氨基酸的分子个数；
)18,2,1(,,,, =i S N O H C i i i i i ：第i 种氨基酸的C,H,O,N,S 的原子个数； C%、H%、O%、N%、S%：该蛋白质中各元素的质量分数； m ：蛋白质中氨基酸的种类数。
五、 模型建立
(一) 没有计算机的情况下分析
模型一、由于x 的具体数值未知，所以正向求解将x 分解较难，可以反过来思考，令几个数相加，所得的和就是x 的可能值。类似于二叉树的生成，k 个氨基酸的组合能够推出k+1个氨基酸的组合，具体表示如下（当生成的数已经出现过时，划去该种组合）：
)1()18()1(),2()1(),1()1(a a a a a a a +++
)
2()18()2(a a a +，…， )17()18()17(),17()17(a a a a a ++， ()18(a a 18+17+…+1）种 三个氨基酸：
)
1()1(a ),2()1()1(),1()1()1(a a a a a a a +++++ )
2()1(a )18()2()1(),3()2()1(),2()2()1(a a a a a a a a a a +++++++，
…， )18()17(a(18)a(18)a(17)a a +++， )
18()18()18()18()18(a a a a a +++，
——最多（18+17+…+1）+（17+16+…+1）+…（2+1）+（1）种
…
模型二、通过生物化学方法测出该蛋白质中的主要元素的质量分数C%、H%、O%、N%、S%，根据不同氨基酸中这些元素含量的不同及质量守恒定律可
以求出每种氨基酸的分子数，即???????????????????======∑∑∑∑∑∑======x S i a i b S x
N i a i b N x
O i a i b O x H i a i b H x C i a i b C x i a i b i i i
i i
i i i i i %)()(%)()(%)()(%)()(%)()()()(18
1i 18
118118
1
18
118
1，这样可以大大减少a(i)
的无效组合，并且符合实际情况，使x 的分解有意义。
(二) 有计算机的情况下分析
模型三、当m （氨基酸的种类数）不可知时，直接由算法求解∑==18
1)
()(x i i a i b 得到不同x 下b(i)组合的个数（数据见附录）。取部分X 、Y 、Z 值列出关系表、
画出函数图，可以看出：），（600100∈x 时，y 增长较缓慢，运行时间不超过1秒；），（1000600∈x 时，y 增长较快，运行时间由1秒到一分钟；x 更大时，y 增长迅
速，运行时间非常长。因此该模型不适合分子量非常大时的求解。
表一：蛋白质分子量、解的个数和程序运行时间对应表
图一：蛋白质分子量和解的个数函数关系图
根据拟合求函数的方法，运用计算机模拟可求得上图中N－X的拟合曲线函数方
程式为：
图二：蛋白质分子量和运行的时间关系图
同理，根据拟合求函数的方法，运用计算机模拟可求得上图中T－X的拟合曲线
函数方程式为：
模型四、当m可知时
向蛋白质样品中加入6mol/LHCL酸水解、同时辅以碱水解将肽链水解完全，成为游离的氨基酸混合物，再利用氨基酸自动分析仪确定氨基酸的成分，即m （氨基酸的种数）可知。将模型三的程序做修改，令不存在的氨基酸b(i)=0,同样列出蛋白质分子量、解的个数和程序运行时间对应表看到，解少了很多，时间也大为缩短。下面仅以当b(1)=0、b(2)=0时为例，画出表格及图形：
表二：蛋白质分子量、解的个数和程序运行时间对应表
020*******
800100012001400160018002000
-2
0246810
121416x 10
5
蛋白质分子质量X
解个数N
N-X Curve
图三：蛋白质分子量和解的个数函数关系图
020*******
800100012001400160018002000
-1000
1000
2000
3000
4000
5000
6000
蛋白质分子质量X
所用时间T 单位/秒
T-X Curve
图四：蛋白质分子量和运行的时间关系图
六、模型分析
1、模型的优点
该模型在没有偶然误差的情况下稳定性较好，非常接近实际。模型三、四较一、二简洁，并且在条件少的时候还能更快地求解，所以用计算机分析有无可比拟的优势。模型三的复杂性较大，但不用求出其他条件，适合于缺少设备的情况下使用，可以计算）
∈
x的解，在分子量较小时计算快，结果准确；模型
100
（1000
，
四的复杂性比三小很多，并且氨基酸种类越少，计算时间一般越短。
2、模型的缺点
一般蛋白质的相对分子质量较大（大于5000），肽链的相对分子质量较小（小于5000），本模型中）
∈
x不符合蛋白质分子量的实际要求。
100
（2000
，
3、模型的推广
因为题目给定的条件不够充分，所以当x较大时，分解的组合就不易求出。通过其他途径可以获知蛋白质的其他参数（如是否含硫、有多少酰胺键…）后，该模型就可以求解更大x值的分解情况。因此我们推荐化学工作者在考虑类似问题的时候可以先由物理化学生物等方法分析蛋白质的成分，将分子量的分解情况缩小范围，再用计算机编程，快速地得出结论。
该蛋白质分子量分解问题本质上与数学中求数的因子类似——是将一个正整数分解为若干个已知数的和。如，100元可以由1角、5角、1元、5元、10元、20元、50元怎样组合便可以由上述模型求解，若知道了纸币的总张数还可以化简方程；再如商品的分配、奖金分配等问题都可以参考该模型。
七、参考文献
[1] 《生物化学》，北京大学出版社
[2] 《数学建模案例分析》，海军出版社
[3] 《MATLAB》，北京航空航天大学出版社
附录
蛋白质分子量的测定
南京林业大学实验报告 专业学号姓名日期 实验四蛋白质分子量的测定 SDS—聚丙烯酰胺凝胶电泳法 一、实验原理 1.聚丙烯酰胺凝胶电泳（ PAGE ）是根据被分离物质所带的电荷多少及其分子大小、形状的不同，在电场的作用下，产生不同的移动速度而分离的方法。它具有电泳和分子筛的双重作用。 2.SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳（ SDS-PAGE) ，是在聚丙烯酰胺凝胶系统中引进SDS （十二烷基硫酸钠）。 3.SDS是阳离子去污剂，作用有四：去蛋白质电荷、解离蛋白质之间的氢键、取消蛋白分子内的疏水作用、去多肽折叠。（空间构象破坏） 4.蛋白质与SDS分子按比例(1.4gSDS/g蛋白质)结合，形成带负电荷的SDS-蛋白质复合物，其负电荷远远超过了蛋白质分子原有的电荷,因而降低或消除了各种蛋白质分子之间天然的电荷差异，由于SDS与蛋白质的结合是按重量成比例的，因此在进行电泳时，蛋白质分子的迁移速度取决于分子大小。 5.当分子量在15KD到200KD之间时，蛋白质的迁移率和分子量的对数呈线性关系，符合下式：logMW=K-bX， 式中：MW为分子量，X为迁移率，k、b均为常数。 若将已知分子量的标准蛋白质的迁移率对分子量对数作图，可获得一条标准曲线，未知蛋白质在相同条件下进行电泳，根据它的电泳迁移率即可在标准曲线上求得分子量。 二、凝胶的原理 1.聚丙烯酰胺（Acr）单体和交联剂 N ， N –亚甲基双丙烯酰胺（Bis 在催化剂的作用下聚合成含有酰胺基侧链的脂肪族长链。相邻的两个链通过亚甲基桥交联起来就形成三维网状结构的聚丙烯酰胺凝胶。 2.双丙烯酸铵决定交联形成的程度，丙烯酰胺决定决定交联的长度 3.常用的催化剂（包括催化剂和加速剂） （1）过硫酸铵 (AP) – TEMED （四甲基乙二胺）系统 在 Acr 和 Bis 的溶液中放入这个催化系统后，过硫酸铵 [（NH4）2S2O8 ] 产生出游离氧原子使单体成为具有游离基的状态，从而发生聚合作用。聚合的初速度和过硫酸铵浓度的平方根成正比。这种催化系统需要在碱性条件下进行（pH8.8)。 （2）核黄素– TEMED 系统 这是一个光激发的催化反应。核黄素在光照下分解，被还原成无色型，但在有氧条件下，无色型又被氧化成有游离基的黄素环，使聚合作用开始。 4.凝胶的浓度： 常用的所谓标准胶是指浓度为 7.5 ％的凝胶，大多数生物体内的蛋白质在此
常见蛋白质分子量参考值
常见蛋白质分子量参考值（单位：dalton） 蛋白质分子量 肌球蛋白[myosin] 甲状腺球蛋白[thyroglobulin] β-半乳糖苷酶[β-galactosidase] 副肌球蛋白[paramyosin] 磷酸化酶a[phosphorylase a] 血清白蛋白[serum albumin] L-氨基酸氧化酶[L-amino acid oxidase] 地氧化氢酶[catalase] 丙酮酸激活酶[pyruvate kinase] 谷氨酸脱氢酶[glutamate dehydrogenase] 亮氨酸氨肽酶[glutamae dehydrogenase] γ-球蛋白，H链[γ-globulin, H chain] 延胡索酸酶（反丁烯二酸酶）[fumarase] 卵白蛋白[ovalbumin] 醇脱氢酶（肝）[alcohol dehydrogenase (liver)]烯醇酶[enolase] 醛缩酶[aldolase] 肌酸激酶[creatine kinase]220,000 165,000 130,000 100,000 94,000 68,000 63,000 60,000 57,000 53,000 53,000 50,000 49,000 43,000 41,000 41,000 40,000 40,000
胃蛋白酶原[pepsinogen] D-氨基酸氧化酶[D-amino acid oxidase] 醇脱氢酶（酵母）[alcohol dehydrogenase (yeast)] 甘油醛磷酸脱氢酶[dlyceraldehyde phosphate dehydrogenase] 原肌球蛋白[tropomyosin] 乳酸脱氢酶[lactate dehydrgenase] 胃蛋白酶[pepsin] 转磷酸核糖基酶[phosphoribosyl transferase] 天冬氨酸氨甲酰转移酶，C链[aspertate transcarbamylase, C chain] 羧肽酶A[carboxypeptidase A] 碳酸酐酶[carbonic anhydrase] 枯草杆菌蛋白酶[subtilisin] γ-球蛋白，L链γ-blobulin,L chain[] 糜蛋白酶原（胰凝乳蛋白酶原）[chymotrypsinogen 胰蛋白酶[trypsin] 木瓜蛋白酶（羧甲基）[papain (carboxymethyl)] β-乳球蛋白[β-lactoglobulin] 烟草花叶病毒外壳蛋白（TWV外壳蛋白）[TWV coat protein 肌红蛋白[myoglobin] 天门冬氨酸氨甲酰转移酶，R链[aspartate transcarbamylase, R chain] 血红蛋白[h(a)emoglobin]40,000 37,000 37,000 36,000 36,000 36,000 35,000 35,000 34,000 34,000 29,000 27,600 23,500 25,700 23,300 23,000 18,400 17,500 17,200 17,000
分子量分解问题的参考解答
一、分子量分解问题 1. 问题的提出 生命蛋白质是由若干种氨基酸经不同的方式组合而成。在实验中，为了分析某个生命蛋白质的分子组成，通常用质谱实验测定其分子量x(正整数)，然后将分子量x分解为n个已知分子量a[i](i=1,.......,n)氨基酸的和的形式。某实验室所研究的问题中： n=18, x≤1000 a[i](i=1,.......,18)分别为57, 71, 87, 97, 99, 101, 103, 113, 114, 115, 128, 129, 131, 137, 147, 156, 163, 186 要求针对该实验室拥有或不拥有计算机的情况作出解答。 2．问题的分析 上述问题就是要将任意给定的正整数表示为若干已知正整数的倍数 之和，亦即求解下列不定方程 ∑== n i x i x i a 1 ][ ][ （1） 其中x是已知蛋白质的分子量，a[i]代表第i种氨基酸的分子量，x[i]代表该种蛋白质中所含第i种氨基酸的个数。 根据题意，我们作以下几点分析： （A1）对一些给定的值x，不定方程(1)可能无解；但对实际问题，应有解，若出现无解，说明数值x有偏差，应重新测定。 （A2）以m表示(1)右端x的上界。此时m=1000, n=18, 考虑用穷举法求出全部解，这时，每个m[i]的取值范围为0≤x[i]≤ [m/a[i]]，所以穷举的次数要达到O(m n)，实际为 故穷举法在实际上是不可行的。 (A3) 考虑分解x的一个反问题，将若干个分子量a[i](i=1,2,….,n)经组合，构成更大分子量的蛋白质，从中寻找具有分子量x的各种构成。 (A4) 若实验室没有计算机，我们事前仍可利用计算机求得一些便于查阅的工具或表格供实验室工作人员使用。 3 .模型的建立 （I）深度、广度搜索 先从穷举法着手，对给定的m,将其分解为a[i]的组合形式，具体过程可以分为深度搜索和广度搜索两种方式。
蛋白质分子量测定：凝胶过滤层析法
蛋白质分子量测定：凝胶过滤层析法 一、目的： （1）初步掌握利用凝胶层析法测定蛋白质分子量的原理。 （2）学习用标准蛋白质混合液制作Ve，Kav对1gMr的“选择曲线”以及测定未知蛋白质样品分子量的方法。 二、原理： 凝胶层析法（即凝胶过滤法，gel filtration）是利用凝胶把分子大小不同的物质分离开的一种方法，又叫做分子筛层析法（molecular sieve chromatography），排阻层析法（exclusion chromatography）。凝胶本身是一种分子筛，它可以把分子按大小不同进行分离，好象过筛可以把大颗粒与小颗粒分开一样。但这种“过筛”与普通的过筛不一样。将凝胶颗粒在适宜溶剂中浸泡，使充分吸液膨胀，然后装入层析柱中，加入欲分离的混合物后，再以同一溶剂洗脱，在洗脱过程中，大分子不能进入凝胶内部而沿凝胶颗粒间的空隙最先流出柱外，而小分子可以进入凝胶内部，流速缓慢，以致最后流出柱外，从而使样品中分子大小不同的物质得到分离。分离过程中的示意见图17-1。 凝胶是由胶体溶液凝结而成的固体物质，不论是天然凝胶还是人工合成凝胶，它们的内部都具有很微细的多孔网状结构。凝胶层析法常用的天然凝胶是琼脂糖凝胶（agarose gel，商品名Sepharose），人工合成凝胶是聚丙烯酰胺凝胶（商品名为Bio-gel-P）和葡聚糖（dextran）凝胶，后者的商品名称为Sephadex型的各种交联葡聚糖凝胶，它是个有不同孔隙度的立体网状结构的凝胶，不溶于水，其化学结构式如图17-2所示。 这种聚合物的立体网状结构，其孔隙大小与被分离物质分子的大小有相应的数量级。在凝胶充分溶胀后，交联度高的，孔隙小，只有相应的小分子可以通过，适于分离小分子物质。相反，交联度低的孔隙大，适于分离大分子物质。利用这种性质可分离不同分子量的物质。 为了说明凝胶层析的原理，将凝胶装柱后，柱床体积称为“总体积”，以Vt（total volume）表示。实际上Vt是由Vo，Vi与Vg三部分组成，即： Vt=Vo+Vi+Vg Vo称为“孔隙体积”或“外体积”（outer volume）又称“外水体积”，即存在于柱床内凝胶颗粒外面空隙之间的水相体积，相应于一般层析法中柱内流动相的体积；Vi为内体 积（inner volume），又称“内水体积”，即凝胶颗粒内部所含水相的体积，相应于一般层析法中的固定相的体积，它可从干凝胶颗粒重量和吸水后的重量求得；Vg为凝胶本身的体积，因此Vt—Vo等于Vi+Vg 。它们之间的关系可用图17-3表示。洗脱体积（Ve，elution Volume）与Vo及Vi之间的关系可用下式表示： Ve=Vo+KdVi 式中Ve为洗脱体积，自加入样品时算起，到组分最大浓度（峰）出现时所流出的体积；Kd为样品组分在二相间的分配系数，也可以说Kd是分子量不同的溶质在凝胶内部和外部的分配系数。 它只与被分离物质分子的大小和凝胶颗粒孔隙的大小分布有关，而与柱的长短粗细无关，也就是说它对每一物质为常数，与柱的物理条件无关。Kd可通过实验求得，上式可改写成： 上式中Ve为实际测得的洗脱体积；Vo可用不被凝胶滞留的大分子物质的溶液（最好有颜色以便于观察，如血红蛋白，印度黑墨水，分子量约200万的蓝色葡聚糖-2000等）通过实际测量求出；Vi可由g·WR求得（g为干凝胶重，单位为克；WR为凝胶的“吸水量”，以毫升/克表示）。因此，对一层析柱凝胶床来说，只要通过实验得知某一物质的洗脱体积Ve，就可算出它的
最新04第四章蛋白质
04第四章蛋白质
第四章蛋白质 醛滴定法、Edman降解、一级结构、肽键、构型与构象、二面角、二级结构、超二级结构、结构域、三级结构、四级结构、亚基、别构蛋白、分子病、水化层、双电层、蛋白质的变性与复性、盐析与盐溶 二.氨基酸 分类、基本氨基酸的结构、分类、名称、符号、化学反应、鉴定、蛋白质的水解 三.蛋白质的结构 一级结构结构特点、测定步骤、常用方法、酶二级结构四种结构特点、数据、超二级结构 三级结构主要靠疏水键维持 四级结构变构现象 结构与功能的适应、结构变化对功能的影响、典型蛋白质 四.蛋白质的性质 分子量的测定方法、酸碱性、溶解性、变性、颜色反应 第一节蛋白质通论 一、蛋白质的功能多样性 蛋白质是原生质的主要成分，任何生物都含有蛋白质。自然界中最小、最简单的生物是病毒，它是由蛋白质和核酸组成的。没有蛋白质也就没有生命。 自然界的生物多种多样，因而蛋白质的种类和功能也十分繁多。概括起来，蛋白质主要有以下功能： 1.催化功能生物体内的酶都是由蛋白质构成的，它们有机体新陈代谢的催化剂。没有酶，生物体内的各种化学反应就无法正常进行。例如，没有淀粉酶，淀粉就不能被分解利用。 2.结构功能蛋白质可以作为生物体的结构成分。在高等动物里，胶原是主要的细胞外结构蛋白，参与结缔组织和骨骼作为身体的支架，占蛋白总量的1/4。细胞里的片层结构，如细胞膜、线粒体、叶绿体和内质网等都是由不溶性蛋白与脂类组成的。动物的毛发和指甲都是由角蛋白构成的。 3.运输功能脊椎动物红细胞中的血红蛋白和无脊椎动物体内的血蓝蛋白在呼吸过程中起着运输氧气的作用。血液中的载脂蛋白可运输脂肪，转铁蛋白可转运铁。一些脂溶性激素的运输也需要蛋白，如甲状腺素要与甲状腺素结合球蛋白结合才能在血液中运输。 4.贮存功能某些蛋白质的作用是贮存氨基酸作为生物体的养料和胚胎或幼儿生长发育的原料。此类蛋白质包括蛋类中的卵清蛋白、奶类中的酪蛋白和小麦种子中的麦醇溶蛋白等。肝脏中的铁蛋白可将血液中多余的铁储存起来，供缺铁时使用。 5.运动功能肌肉中的肌球蛋白和肌动蛋白是运动系统的必要成分，它们构象的改变引起肌肉的收缩，带动机体运动。细菌中的鞭毛蛋白有类似的作用，它的收缩引起鞭毛的摆动，从而使细菌在水中游动。 6.防御功能高等动物的免疫反应是机体的一种防御机能，它主要也是通过蛋白质（抗体）来实现的。凝血与纤溶系统的蛋白因子、溶菌酶、干扰素等，也担负着防御和保护功能。 7.调节功能某些激素、一切激素受体和许多其他调节因子都是蛋白质。 8.信息传递功能生物体内的信息传递过程也离不开蛋白质。例如，视觉信息的传递要有视紫红质参与，感受味道需要味觉蛋白。视杆细胞中的视紫红质，只需1个光子即可被激发，产生视觉。 9.遗传调控功能遗传信息的储存和表达都与蛋白质有关。DNA在储存时是缠绕在蛋白质（组蛋白）上的。有些蛋白质，如阻遏蛋白，与特定基因的表达有关。β－半乳糖苷酶基因的表达受到一种阻遏蛋白的抑制，当需要合成β－半乳糖苷酶时经过去阻遏作用才能表达。 10.其他功能某些生物能合成有毒的蛋白质，用以攻击或自卫。如某些植物在被昆虫咬过以后会产生一种毒蛋白。白喉毒素可抑制生物蛋白质合成。 二、蛋白质的分类 （一）按分子形状分类 仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除谢谢21
第八章血浆蛋白质的测定(精)
第八章血浆蛋白质的测定 教学目的： 掌握：急性时相反应蛋白的概念；个别血浆蛋白质特别是血浆中的白蛋白、前白蛋白的临床意义。 熟悉：血浆蛋白质的理化性质、功能与临床意义。 了解：血浆蛋白质测定的临床意义：疾病时血浆蛋白质的变化(肝疾病)等 重点：急性时相反应蛋白的概念；个别血浆蛋白质特别是血浆中的白蛋白、前白蛋白的临床意义。 难点：急性时相反应蛋白的概念和种类 教学方法和手段：课堂讲授为主，多媒体教学为辅，课堂提问突出重点。 授课时数：6学时 教学内容及组织： 第一节概述 一、血浆蛋白质的组成及功能 血浆蛋白质是血浆固体成份中含量最多、组成复杂、功能广泛的一类化合物。占血浆固体成份90%左右，目前已经研究的血浆蛋白质有300多种，分离出的纯品约100来种，除免疫球蛋白外，主要由肝细胞合成，主要功能。 1. 维持血浆胶体渗透压；清蛋白。 2. 作为某些物质的载体，起运输作用；如清蛋白能与多种物质结合（FA、胆红素），某些球蛋白具特异地运输某些物质的功能，运铁蛋白、运皮质醇蛋白。 3. 维持体液pH恒定；血浆蛋白pI一般都小于7.4是弱酸，一部分以弱酸盐形式存在，构成缓冲对。 4. 免疫功能；血浆中许多具有免疫功能的球蛋白，主要由浆细胞合成，电泳时位于γ区带，如IgG、IgA、IgM、IgD、IgE，此外，还有具有免疫作用的非特异球蛋白，如补体。 5. 凝血与纤溶作用；凝血与纤溶是一对矛盾的统一、凝血因子与纤溶因子绝大部分是血浆蛋白质，它们促进血液凝固，防止血液流失和溶解血栓，防止重要脏器的动脉栓塞。 6. 营养作用；血浆蛋白质可分解成AA，用于合成组织蛋白或氧化供能。 7. 催化作用；血浆中有许多酶类，其中部分在血浆中发挥作用，称血浆功能性酶，如凝血酶原、纤溶酶原、铜蓝蛋白、LPL、LCAT、肾素等。 二、个别血浆蛋白质
生物：蛋白质计算问题归类解析
蛋白质计算问题归类解析 一、.有关蛋白质中氨基酸数、肽链数、肽键数、脱水数的计算 ｎ个氨基酸脱水缩合形成一条多肽链,则肽键数＝（n?1)个； ｎ个氨基酸脱水缩合形成m条多肽链,则肽键数＝（n?ｍ)个; 无论蛋白质中有多少条肽链，始终有： 脱水数=肽键数＝氨基酸数?肽链数 例1.血红蛋白分子中含574个氨基酸，4 条肽链。在形成此蛋白质分子时，脱下的水分子数和形成的肽键数目分别是 A ．５74 和５7３Ｂ．573 和573C．570和573 D. 570 和５7０ 练习1、氨基酸分子缩合形成含2条肽链的蛋白质分子时,相对分子量减少了900,由此可知，此蛋白质分子中含有的氨基酸数和肽键数分别是（) A.５2、52 B.50、50 Ｃ．５2、50 D．50、4９ 练习2、某三十九肽中共有丙氨酸4个,现去掉其中的丙氨酸得到4条长短不等的多肽（如图）,这些多肽中肽键总数为 Ａ．31???B．32 ?? C.3４Ｄ.３５ 二、.有关蛋白质相对分子质量的计算 蛋白质的相对分子质量=氨基酸数×氨基酸的平均相对分子 质量?脱水数×1８(水的相对分子质量）。 比如有m个氨基酸,形成ｎ个肽链，每个氨基酸的平均相对分子质量为a， 公式：蛋白质相对分子质量为＝m·a一(m—n）·１8 ［其中(m—n）为失去的水分子数,１8为水的相对分子质量]。 注：环状肽特点是肽键数与氨基酸数相同。即肽键的数目=脱去的水分子的数目=氨基酸的数目 例2组成生物体某蛋白质的20种氨基酸的平均相对分子质量为128,则由１０0个氨基酸构成的含2条多肽链的蛋白质,其分子量为（） A.12800 B.11０18 Ｃ.11０36 D.8800 例３、全世界每年有成千上万人由于吃毒蘑菇而身亡，其中鹅膏蕈碱就是一种毒菇的毒素,它是一种环状八肽。若20种氨基酸的平均分子量为1２８，则鹅膏蕈碱的分子量约为（) A．1024 B. 898 C．8８0 D. 862 练习１、某蛋白质分子含有a条肽链,共有b个氨基酸。如果氨基酸的平均相对分子质量是c,则该蛋白质的相对分子质量以及水解时需要的水的相对分子质量分别是 A.b（c-1８)＋1８a和18(b—a) B．b(ｃ+18）+18a和18(a + b） C．ｂ(ｃ-１8)—18a和18（ａ—b) D.b(c+18)—１8a和18(b—a) 练习２、若某蛋白质的分子量为1１9３５，在合成这个蛋白质分子的过程中脱水量为１908,假设氨基酸的平均分子量为１27，则组成该蛋白质分子的肽链有（） A．１条B．2条 C. 3条Ｄ.4条 三、有关蛋白质中游离的氨基或羧基数目的计算
蛋白质相对分子质量的测定(SDS法)
蛋白质相对分子质量的测定 (SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳法) 一、实验原理 蛋白质在十二烷基硫酸钠（SDS）和巯基乙醇的作用下，分子中的二硫键还原，氢键等打开，形成按1.4gSDS/1g蛋白质比例的SDS-蛋白质多肽复合物，该复合物带负电，故可在聚丙烯酰胺凝胶电泳中向正极迁移，且主要由于凝胶的分子筛作用，迁移速率与蛋白质的分子量大小有关，因此可以浓缩和分离蛋白质多肽。 聚丙烯酰凝胶电泳分离蛋白质多数采用一种不连续的缓冲系统，主要分为较低浓度的成层胶和较高浓度的分离胶，配制凝胶的缓冲液，其pH值和离子强度也相应不同，故电泳时，样品中的SDS-多肽复合物沿移动的界面移动，在分离胶表面形成了一个极薄的层面，大大浓缩了样品的体积，即SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳的浓缩效应。 二、仪器及器材 垂直电泳槽及附件、直流稳压稳流电泳仪、移液器等。 三、试剂 1、凝胶贮备液：称取30g 丙烯酰胺（Acr）和0.8g 甲叉-双丙烯酰胺（Bis），蒸馏水溶解后定容至100mL，滤纸过滤贮存。 2、10% SDS：称取SDS 10g 加蒸馏水至100ml。 3、10%过硫酸胺（AP），用时现配。 4、N，N，N’，N’四甲基乙二胺（TEMED）。 5、电极缓冲液：3.03g Tris、14.14g甘氨酸、1.0g SDS溶于水，混匀后用HCL调节pH至8.3，加蒸馏水至1 000ml。 6、样品溶解（缓冲）液：0.6gTris、5mL甘油（丙三醇）1.0g SDS溶于水，混匀后用HCL调节pH至8.0，再加0.1g溴酚蓝、2.5mL巯基乙醇，定容至100mL。 7、下层胶（分离胶）缓冲液：18.17g Tris、0.4gSDS溶于水，混匀后用1mol/L HCL 调节pH至8.8，加蒸馏水至100ml。 8、上层胶（浓缩胶）缓冲液：6.06g Tris、0.4gSDS溶于水，混匀后用1mol/L HCL 调节pH至6.8，加蒸馏水至100ml。 9、固定液：25%异丙醇，10%乙酸。 10、染色液：0.125g考马斯亮蓝R-250加固定液250ml。 11、脱色液：冰乙酸75ml、甲醇50ml，加水定容至1000ml。
蛋白质含量测定方法比较
. 蛋白质含量测定主要有五种方法，分别是凯式定氮法、双缩脲法、紫外吸收法、酚试剂法和考马斯亮蓝法。这五种方法各有特点，优缺点明确。 凯氏定氮法 蛋白质是含氮的化合物。食品与浓硫酸和催化剂共同加热消化，使蛋白质分解，产生的氨与硫酸结合生成硫酸铵，留在消化液中，然后加碱蒸馏使氨游离，用硼酸吸收后，再用盐酸标准溶液滴定，根据酸的消耗量来乘以蛋白质换算系数，即得蛋白质含量。因为食品中除蛋白质外，还含有其它含氮物质，所以此蛋白质称为粗蛋白。 优点：重现性好，是目前分析有机化合物含氮量常用的方法,是一种蛋白质测定的经典方法, ,测试结果准确。 缺点：操作比较繁复，费时,试剂消耗量大。且此法测定的蛋白质含量实际上包括了核酸，生物碱，含氮类脂，卟啉，含氮色素等非蛋白质含氮化合物。 双缩脲定氮法 双缩脲（NHCONHCONH）是两个分子脲经180℃左右加热，放出一个33分子氨后得到的产物。在强碱性溶液中，双缩脲与CuSO形成紫色络合物，称4为双缩脲反应。凡具有两个酰胺基或两个直接连接的肽键，或能过一个中间碳原子相连的肽键，这类化合物都有双缩脲反应。紫色络合物颜色的深浅与蛋白质浓度成正比，而与蛋白质分子量及氨基酸成分无关，故可用来测定蛋白质含量。测定范围为1~10mg蛋白质。干扰这一测定的物质主要有：硫酸铵、Tris缓冲液和某些氨基酸等。 优点：较快速，不同的蛋白质产生颜色的深浅相近，以及干扰物质少。主要的
缺点是灵敏度差。因此双缩脲法常用于需要快速，但并不需要十分精确的蛋1 / 5 . 白质测定。 缺点：不太灵敏；不同蛋白质显色相似。 紫外吸收定氮法 双缩脲法是传统的分光光度法测定蛋白质的方法,当含有两个或者两个以上肽键的物质和碱性的硫酸铜反应时,形成紫色的络合物,这个颜色产物是肽键中的氮原子和铜离子配价结合的结果。蛋白质分子中，酪氨酸、苯丙氨酸和色氨酸残基的苯环含有共轭双键，使蛋白质具有吸收紫外光的性质。形成颜色产物的量取决于蛋白质的浓度。实际测定时,必须预先用标准蛋白质溶液制作一个标准校正曲线,通常用牛血清白蛋白水溶液做蛋白质标准溶液。不同浓度的标准蛋白质溶液加入双缩脲试剂后,反应生成的颜色产物用紫外-可见分光光度计在540nm 波长下测定吸光度,以双缩脲试剂加缓冲或水作空白对照。然后将测得的值分别对蛋白浓度(mg/ ml) 作图,得标准曲线。未知蛋白样品用双缩脲试剂做同样处理,根据测得吸光度值在标准曲线上直接查得未知蛋白质样品中得蛋白质浓度。 优点：对各种蛋白质呈色基本相同;特异性和准确度好,精密度好;呈色稳定性好,试剂单一,方法简便。快速，不消耗样品，测定后仍能回收使用。 缺点：准确度较差，干扰物质多，在用标准曲线法测定蛋白质含量时，对那些与标准蛋白质中酪氨酸和色氨酸含量差异大的蛋白质，有一定的误差。故该法适于用测定与标准蛋白质氨基酸组成相似的蛋白质。若样品中含有嘌呤、嘧啶及核酸等吸收紫外光的物质，会出现较大的干扰。核酸的干扰可以通过查校正表，再进行计算的方法，加以适当的校正。但是因为不同的蛋白质和核酸的紫外吸收是不相同的，虽然经过校正，测定的结果还是存在一定的误差。此外，进行紫外吸收
SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳法测定蛋白质分子量
实验六报告： SDS- 聚丙烯酰胺凝胶电泳法测定蛋白质分子量 1.研究背景及目的 根据自然界中普遍存在的电泳现象，以及实践应用的需求，科学家不断完善了电泳技术，从移界电泳法、垂直管型盘状电泳、垂直板型电泳、垂直柱型盘状电泳到水平板型电泳。电泳技术广泛地应用于样品的分析鉴定。蛋白质分子量的测定在理论和实践中具有很重要的意义，比如临床中对于尿液中蛋白质分子量的测定可以监测人体内的某些疾病（肾小管损坏、多发性骨髓瘤等）。这种需要促进了相关技术的发明。具体过程见原理。蛋白质在聚丙烯酰胺凝胶中电泳时，它的迁移率取决于它所带净电荷以及分子的大小和形状等因素。从活性电泳到变性电泳经过了很多思考。从活性如果加入一种试剂使电荷因素及分子的形状消除，那电泳迁移率就取决于分子的大小，就可以用电泳技术测定蛋白质的分子量。 1967年，Shapiro等发现阴离子去污剂十二烷基硫酸钠（SDS）具有这种作用[1] 。 通过向样品中添加入巯基乙醇和过量SDS，使蛋白质变性解聚，并让SDS与蛋白质结合成 带强负电荷的复合物，掩盖了蛋白质之间原有电荷的差异。SDS与蛋白质分子结合，不仅 使蛋白质分子带上大量的负电荷，而且使蛋白质分子的形状都变成短棒状，从而消除了蛋白质分子之间原有的电荷差异和分子形状的差异。因此蛋白质在SDS-PAGE中的时迁移率 主要取于其分子大小。由于SDS与蛋白质的结合，电泳迁移率在外界条件固定的情况下，只取决于蛋白质分子量大小这一因素，使得SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳具有分辨率高、重复性好等特性，因此广泛应用于未知蛋白质分子量测定。通过本次实验，学习和掌握垂直板型聚丙烯酰胺凝胶电泳的原理和方法，进一步学习和应用SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳法测定蛋白质分子量。 2.原理 由于技术的发展，理论上可以通过测序测出蛋白质分子量的真值，但是实际操作过于繁琐，且生物大分子的数量级是KDa，实际中往往不需要特别精确。所以转向寻求其它方法，如果两种性质具有相关性，就会有相关理论基础和技术，发现分子量与迁移速率有关，于是寻找相关方面的技术。通过沉降平衡法测定分子量，但是需要很大的转速，且要考虑安全性和造价，于是舍弃；分子筛层析主要以分子量差异进行分离，可以用来测定分子量，但是需要很长的分离柱，分离速度较慢，还要测定OD值，操作麻烦，浪费时间，而且带 来的经济效益也不是很大；与此同时，电泳技术也发展起来，电泳相对时间较短，造价低，可操作性强。电泳与分子量、分子形状以及所带电荷量有关，其中含有分子量，理论上就可行了，于是用电泳测定分子量。首要矛盾是消除电荷差异和分子形状差异，从数学上彻底消除电荷效应是不可能的，使带电量相同也不可能实现，只有使分子带上非常大的电荷量从而使分子间的电荷差异可以忽略。想到通过引入外来物形成复合物，定量引入，定量结合，且结合后分子间差异并未发生改变。关于引入负电还是引入正电的问题，蛋白大多为球状，若结合后仍未球状，静电结合不稳定；双亲性物质彻底结合后破坏空间结构，所以引入负电，结合稳定。于是开始筛选阴离子去污剂，在众多的物质试验中，发现十二烷基硫酸钠（SDS）具有很好的效果。SDS通常与蛋白质以1.4:1的重量比结合，所引入净电 荷量约为蛋白质本身静电荷 10倍的静电荷，从而形成具有均一电荷密度和相同荷质比的SDS-蛋白质复合物，该复合物所带的电荷远远超过蛋白质原有的净电荷，从而消除或大大降低不同蛋白质之间所带净电荷
蛋白质分解问题
分子量分解问题研究 第39组：陈胜：模型建立，程序设计 徐南：算法优化，程序设计 周荣玲：搜索资料，论文撰写 摘要：生命是由蛋白质组成的，没有蛋白质就没有生命。蛋白质是由C、H、O、N、P、S等元素组成的一类高分子化合物，氨基酸是其主要组成物质。研究蛋白质的组成，最重要的就是研究其是由哪些氨基酸组成的。本文在基于对实际蛋白质分子量之大的认识基础上，认为在没有计算机的情况下求解其分解情况已不现实，所以不考虑在没有计算机的情形下求解。在有计算机的前提下，我们根据考虑氮元素含量的限制条件与否建立了不考虑氮元素限制的模型1和更加优化的考虑氮元素含量限制的模型2，模型2相较模型1更加合理，可以剔除模型1中大量无实际意义的解。对两个模型分别建立18元一次方 程18 1i i i a x X = = ∑，通过穷举法和C++编程求解出题目给定的蛋白质分子量X=1000时，模型1的可能解的个数N=28268，模型2的可能解的个 数N=13421。 关键字：蛋白质分解氨基酸分子量n元一次方程穷举法 1、问题重述 生命蛋白质是由若干种氨基酸经不同的方式组合而成。在实验中，为了分析某个生命蛋白质的分子组成，通常用质谱实验测定其分子量x (正整数)，然后将分子量x分解为n个已知分子量a[i](i=1,.......,n)氨基酸的和的形式。某实验室所研究的问题中：
n=18, x≤1000 a[i](i=1,.......,18)分别为57, 71, 87, 97, 99, 101, 103, 113, 114, 115, 128, 129, 131, 137, 147, 156, 163, 186 要求针对该实验室拥有或不拥有计算机的情况作出解答。 2、问题分析 氨基酸脱水缩合形成蛋白质是一个复杂的过程，为建模方便我们忽略氨基酸经脱水缩合形成肽键对蛋白质分子量的影响，认为蛋白质 分子量就是组成其结构的各种氨基酸分子量之和，也即18 1i i i a x X = = ∑， 该题目就是建立相关模型寻找不同方法求解这个多元一次方程，得出所有满足条件的蛋白质分子量分解的可能解的个数。我们认为实际蛋白质分子量非常大，在没有计算机的情况下求解其分解情况已不现实，所以我们不考虑在没有计算机的情形下求解。在有计算机的前提下，我们根据考虑氮元素含量的限制条件与否建立了不考虑的模型1和 更加优化的模型2，分别通过穷举法和C++编程求解出题目给定的蛋白质分子量可能分解情况的解的个数。 3、模型假设 1）组成蛋白质的各种氨基酸是任意排列组合的，任一种氨基酸的存在不以其他氨基酸存在为前提。 2）蛋白质分子只由组成其结构且给定分子量的氨基酸组成，而不含有其他物质。 3）蛋白质分子质量为组成其结构的各种氨基酸分子量之和，即不考虑各氨基酸形成蛋白质时脱水缩合形成肽键的过程。
简述SDS-PAGE凝胶电泳测定蛋白质分子量的原理
2005－2006学年第二学期考试试题答案 考试科目：现代分子生物学大实验考试时间：120分钟试卷总分100分 一、名词解释（本大题共5小题，每小题3分，总计15分） 1、探针：能够与靶分子特异结合的核酸分子，带有供杂交后检测的合适标记物。 2、显色反应：在IPTG的诱导下，载体可与宿主菌产生有活性的β-半乳糖苷酶，此酶能使显色底物X-gal分解成不溶于水的蓝色化合物，从而使菌落变蓝。若有外源片段插入此位点，则使载体的β-半乳糖苷酶基因失活，不能形成有活性的β-半乳糖苷全酶，X-gal 不能被分解，菌落为白色。 3、PCR：聚合酶链式反应，在聚合酶、引物、buffer、模板、dNTPs存在的条件下，经过变性、退火、延伸3步多个循环后，使模板上介于两个引物之间的特异性DNA片段得到大量复制。 4、质粒：独立于染色体DNA之外的，能稳定遗传的共价闭合双链DNA分子。 5、BLAST：是基本的局部对比排列搜索工具（basic local alignment search tool）的简称。可以从数据库中找出与查询序列的某些子序列相似的子序列。 二、填空题（本大题共5小题，每小题3分，总计15分） 1、染色体DNA、结构的大小差异 2、最快，最慢，中间 3、3.2 4、乳糖，操纵子 5、IPTG浓度、诱导时间、诱导温度 6、电荷效应、分子筛效应、还具有浓缩效应 7、等电聚焦（IEF） 二、简答题（本大题共4小题，每小题10分，总计40分） 1、如有一核苷酸序列A，未知其功能，请用至少一种方法对其进行初步地功能标示。答：通过国际生物信息数据库，如美国国立生物信息中心，对未知序列A进行基本局部序列比对BLAST，找到与其同源性较高的序列，将其功能用来注释未知序列（6分）。步骤如下：登录https://www.wendangku.net/doc/8b2315223.html,,点击BLAST网页，在序列对话框内粘贴序列A，点击BLAST按钮，等待其返回同源性结果，选择含有mRNA序列的GenBank文件，将其功能作为未知序列的功能（10分）。 2、简述SDS-PAGE凝胶电泳测定蛋白质分子量的原理。 答：十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳（SDS-PAGE）是目前用于测定蛋白质分子量最好的方法。聚丙烯酰胺凝胶电泳是以聚丙烯酰胺作为支持介质的电泳方法。在这种支持介质上，蛋白质样品可根据其分子大小、形状以及所带电荷多少等因素造成的电泳迁移率的差别而得到分离（4分）。SDS是一种强阴离子型去污剂，能断裂分子内和分子间的氢键，使分子去折叠，破坏蛋白质分子的二级和三级结构。在样品和凝胶中加入SDS 和还原剂后，强还原剂例如巯基乙醇和二硫苏糖醇能使半胱氨酸残基之间的二硫键断裂，
SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳(PAGE)测定蛋白质分子量
实验七SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳（PAGE）测定蛋白质分 子量 实验数据： 标准蛋白质条带第一条第二条第三条第四条第五条 溴酚蓝前沿距离/cm 4.70 距离/cm 0.50 0.95 1.60 2.10 3.95 相对迁移率mr 0.11 0.20 0.34 0.45 0.84 分子量Mr 97400 66200 43000 31000 14400 LgMr 4.99 4.82 4.63 4.49 4.16 样品 1 2 3 溴酚蓝前沿/cm 4.90 4.80 4.60 样品迁移距离/cm 4.20 1.20 1.70 相对迁移率mr 0.86 0.25 0.37 标准曲线： y=5.05-1.10x
结果： 样品 1 2 3 Mr 12706 59566 43954 mr 4.104 4.775 4.643 一. 实验目的和要求 1 学习SDS-PAGE测定蛋白质分子量的原理。 2 掌握垂直板电泳的操作方法。 3 运用SDS-PAGE测定蛋白质分子量及染色鉴定。 二 .实验原理 带电质点在电场中向带有异相电荷的电极移动，这种现象称为电泳。 区带电泳是在半固相或胶状介质上加一个点或一薄层样品溶液，然后加电场，分子在支持介质上或支持介质中迁移。支持介质的作用主要是为了防止机械干扰和由于温度变化以及大分子溶液的高密度而产生的对流。 区带电泳使用不同的支持介质，早期有滤纸、玻璃珠、淀粉粒、纤维素粉、海砂、海绵、聚氯乙烯树脂；以后有淀粉凝胶、琼脂凝胶、醋酸纤维素膜，现在则多用聚丙烯酰胺（PAGE）和琼脂糖凝胶。 PAGE根据其有无浓缩效应，分为连续系统和不连续系统两大类，连续系统电泳体系中缓冲液pH值及凝胶浓度相同，带电颗粒在电场作用下，主要靠电荷和分子筛效应。不连续系统中由于缓冲液离子成分，pH，凝胶浓度及电位梯度的不连续性，带电颗粒在电场中泳动不仅有电荷效应，分子筛效应，还具有浓缩效应，因而其分离条带清晰度及分辨率均较前者佳。 SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳，是在聚丙烯酰胺凝胶系统中引进SDS（十二烷基磺酸钠）， SDS能断裂分子内和分子间氢键，破坏蛋白质的二级和三级结构，强还原剂能使半胱氨酸之间的二硫键断裂，蛋白质在一定浓度的含有强还原剂的SDS溶液中，与SDS分子按比例结合，形成带负电荷的SDS-蛋白质复合物，这种复合物由于结合大量的SDS，使蛋白质丧失了原有的电荷状态形成仅保持原有分子大小为特征的负离子团块，从而降低或消除了各种蛋白质分子之间天然的电荷差异，由于SDS与蛋白质的结合是按重量成比例的，因此在进行电泳时，蛋白质分子的迁移速度取决于分子大小。当分子量在15KD到200KD之间时，蛋白质的迁移率和分子量的对数呈线性关系，符合下式：logMW=K-bX，式中：MW为分子量，X为迁移率，k、b均为常数，若将已知分子量的标准蛋白质的迁移率对分子量对数作图，可获得一条标准曲线，未知蛋白质在相同条件下进行电泳，根据它的电泳迁移率即可在标准曲线上求得分子量。 SDS电泳的成功关键之一是电泳过程中，待别是样品制备过程中蛋白质与SDS的结合程度。影响它们结合的因素主要有三个： 1) 溶液中SDS单体的浓度，当单体浓度大于1mmol/L时大多数蛋白质与SDS结合的重量比为1:1.4，如果单休浓度降到0.5 mmol/L以下时，两者的结合比仅为1: 0.4这样就不能消除蛋白质原有的电荷差别，为保证蛋白质与SDS的充分结合，它们的重量比应该为1:4或1:3 2) 样品缓冲液的离子强度。SDS电泳的样品缓冲液离子强度较低，通常是10～ 100mmol/L 3) 二硫键是否完全被还原
蛋白质专题
蛋白质专题 复习提纲： 1、蛋白质的组成元素。 2、蛋白质的基本单位：氨基酸的种类、来源和去路。 3、相关计算：肽键数、分子量、氨基酸数 4、蛋白质的多样性 5、蛋白质的作用 6、中心法则 7、蛋白质的鉴定 8、蛋白质工程 1．由n 个碱基组成的基因，控制合成由1条多肽链组成的蛋白质，氨基酸的平均分子量为a ，则该蛋白质的分子量最大为 A ．na/6 B ．na/3-18(n/3-1) C ．na-18(n-1) D ．na/6-18(n/6-1) 2．某基因由9000个脱氧核苷酸组成，该基因控制合成的蛋白质有两条多肽链。此蛋白质含 有的氨基酸分子数、肽键数和至少含有的氨基数依次是 A ．1500个、1498个和2个 B ．4500个、4598个和2个 C ．1500个、1499个和1个 D ．4500个、4599个和1个 3.通常情况下，分子式C 63H 103O 45N 17S 2的多肽，最多含有肽键是 A.63个 B.62个 C.17个 D.16个 4．某蛋白质由n 条肽链组成，氨基酸的平均分子量为a ，控制该蛋白质合成的基因含b 个碱基对，则该蛋白质的分子量约为 A ． n b ab 1863 2+- B ． b ab 631 - C ．18)3 1 (?-a b D ．18)3 1 (3 1?--n b ab 5．现有1000个氨基酸，其中氨基有1020个，羧基有1050，则由此合成的4条多肽链中共有肽键、 氨基、羧基的数目是 A ．999、1016、1046 B ．996、1、1 C ．996、24、54 D ．996、1016、1046 6．某一蛋白质分子的分子量为11054,20种氨基酸的平均分子量为128，在形成该蛋白质分子时脱去水分子量为1746，则组成该蛋白质分子的肽链数是 A ．一条 B ．二条 C ．三条 D ．四条 6．有一条多肽链由12个氨基酸组成，分子式为CxHyNzOwS(z>12，w>13)，这条多肽链经过水解后的产物中有5种氨基酸：半胱氨酸(C 3H 7NO 2S)、丙氨酸(C 3H 6NO 2)、天门冬氨酸(C 4H 7N04)、赖氨酸(C 6H 14N 202)、苯丙氨酸(C 9H 11NO 2)。问：水解产物中天门冬氨酸的数目是 A ．y+12个 B ．z+12个 C ．w+13个 D ．(w-13)/2个 7．甘氨酸（C 2H 5O 2N ）和另一种氨基酸脱水缩合生成的二肽分子式为C 7H 12O 5N 2，则另一种氨基酸为 8．假设某基因在控制合成两条多肽链的过程中产生的水分子数为a ，则组成该基因的碱基个数至少为 A ．6a+6 B ．6a+12 C ．6a-6 D ．6a-12 9．下图为人体内两种重要化合物A 与B 的化学组成关系，相关叙述中正确的是
碱基与蛋白换算
碱基与蛋白换算 创建者: zizip 最后修改: 2010-6-4 23:05:47 状态: 公开 核酸数据 (Nucleic Acid Data) Kd是kilodaltons的缩写，既千道尔顿。是氨基酸的分子量单位。 Kbs是千碱基对的意思，是核酸的单位名称。 1个脱氧核糖核酸碱基的平均分子量为333 Daltons（道尔顿） 1个核糖核酸碱基的平均分子量为340 Daltons（道尔顿） DNA与表达蛋白之间分子量换算： 1 kb DNA = 333 amino acid ≈3.7 × 104 Da（道尔顿） 10,000 Da Protein ≈ 270 bp DNA 30,000 Da Protein≈ 810 bp DNA 50,000 Da Protein ≈1350 bp DNA 100,000 Da Protein ≈ 27 kb DNA 一个DNA碱基对（钠盐）的平均分子量= 650 道尔顿 1.0 A260 unit ds DNA = 50 μg/ml = 0.15 mM (in nucleotides) 1.0 A260 unit ss DNA = 33 μg/ml = 0.10 mM (in nucleotides) 1.0 A260 unit ss RNA = 40 μg/ml = 0.11 mM (in nucleotides) 双链DNA分子的分子量(道尔顿) = 碱基对数目×650 双链DNA分子的末端摩尔数= 2 ×DNA质量（克）/ DNA分子量（道尔顿）限制性内切酶酶切后的DNA末端摩尔数: a) 环状DNA分子: 2 × DNA摩尔数×位点数 b) 线性DNA分子: 2 × DNA摩尔数×位点数+ 2 × DNA摩尔数 1 μg 1000 bp DNA = 1.5 2 pmol = 9.1 × 1011 molecules 1 μg pUC18/19 DNA (2686 bp) = 0.57 pmol = 3.4 × 1011 molecules
蛋白质计算问题归类解析
蛋白质 一、蛋白质基础 (1).元素组成：除C 、H 、O 、N 外，大多数蛋白质还含有S (2).基本组成单位：氨基酸（组成蛋白质的氨基酸约20种） 氨基酸结构通式：： 氨基酸的判断： ①同时有氨基和羧基 ②至少有一个氨基和一个羧基连在同一个碳原子上。 （组成蛋白质的20种氨基酸的区别：R 基的不同） (3)．形成：许多氨基酸分子通过脱水缩合形成肽键（-CO-NH-）相连而成肽链，多条肽链盘曲折叠形成有功能的蛋白质 二肽：由2个氨基酸分子组成的肽链。 多肽：由n （n ≥3）个氨基酸分子以肽键相连形成的肽链。 蛋白质结构的多样性的原因：组成蛋白质多肽链的氨基酸．．．的种类、数目、排列顺序的不同； 构成蛋白质的多肽链．．．的数目、空间结构不同 (4)．计算： 一个蛋白质分子中肽键数（脱去的水分子数）＝氨基酸数 － 肽链条数。 一个蛋白质分子中至少．． 含有氨基数（或羧基数）=肽链条数 (5)．功能：生命活动的主要承担者。（注意有关蛋白质的功能及举例） 1）. 催化细胞内的生理生化反应（绝大多数酶） 2）. 构成细胞和生物体结构的重要物质（肌肉、毛发） 3）. 运输载体（血红蛋白、载体蛋白） 4）. 免疫功能（ 抗体） 5）. 传递信息，调节机体的生命活动（胰岛素、生长激素） (6)．蛋白质鉴定：与双缩脲试剂产生紫色的颜色反应 常用材料：鸡蛋清，黄豆组织样液，牛奶 试剂：双缩脲试剂（A 液：0.1g/mL 的NaOH 溶液（2mL ）和B 液：0.01g/mL CuSO4溶
液（3-4滴）） 注意事项：①使用试剂时分开使用，先加A液NaOH溶液，再加B液CuSO4溶液。（CuSO4不能过量，否则影响观察） ②鉴定前，留出一部分组织样液，以便对比 二、蛋白质计算问题归类 计算题是生物试题中常见题型之一。蛋白质中氨基酸、氨基、羧基、肽链、肽键、脱水数、分子量等各因素之间数量关系复杂，为生物计算题型的命题提供了很好的素材。现对此归类如下： 1.有关蛋白质相对分子质量的计算 例1组成生物体某蛋白质的20种氨基酸的平均相对分子质量为128，一条含有100个肽键的多肽链的分子量为多少？ 解析：在解答这类问题时，必须明确的基本关系式是： 蛋白质的相对分子质量＝氨基酸数×氨基酸的平均相对分子质量?脱水数×18（水的相对分子质量）本题中含有100个肽键的多肽链中氨基酸数为：100＋1＝101，肽键数为100，脱水数也为100，则依上述关系式，蛋白质分子量＝101×128?100×18＝11128。 变式1：组成生物体某蛋白质的20种氨基酸的平均相对分子质量为128，则由100个氨基酸构成的含2条多肽链的蛋白质，其分子量为（） A.12800 B.11018 C.11036 D.8800 解析：对照关系式，要求蛋白质分子量，还应知道脱水数。由于题中蛋白质包含2条多肽链，所以，脱水数＝100?2＝98，所以，蛋白质的分子量＝128×100?18×98＝11036，答案为C。 变式2：全世界每年有成千上万人由于吃毒蘑菇而身亡，其中鹅膏草碱就是一种毒菇的毒素，它是一种环状八肽。若20种氨基酸的平均分子量为128，则鹅膏草碱的分子量约为( ) A．1024 B. 898 C．880 D. 862 解析：所谓环肽即指由首尾相接的氨基酸组成的环状的多肽，其特点是肽键数与氨基酸数相同。所以，鹅膏草碱的分子量=8 ×128?8 ×18=880，答案为C。 2.有关蛋白质中氨基酸数、肽链数、肽键数、脱水数的计算 在解答这类问题时，必须明确的基本知识是蛋白质中氨基酸数、肽链数、肽键数、脱水数的数量关系。基本关系式有： ｎ个氨基酸脱水缩合形成一条多肽链，则肽键数＝(ｎ?1)个； ｎ个氨基酸脱水缩合形成ｍ条多肽链，则肽键数＝(ｎ?ｍ)个； 无论蛋白质中有多少条肽链，始终有：脱水数＝肽键数＝氨基酸数?肽链数 例2氨基酸分子缩合形成含2条肽链的蛋白质分子时，相对分子量减少了900，由此可知，此蛋白质分子中含有的氨基酸数和肽键数分别是（） A.52、52 B.50、50 C.52、50 D.50、49 解析：氨基酸分子形成蛋白质时相对分子质量减少的原因是在此过程中脱去了水，据此可知，肽键数＝脱水数＝900÷18＝50，依上述关系式，氨基酸数＝肽键数＋肽链数＝50＋2＝52，答案为C。 变式1：若某蛋白质的分子量为11935，在合成这个蛋白质分子的过程中脱水量为1908，假设氨基酸的平均分子量为127，则组成该蛋白质分子的肽链有（） A.1条 B.2条 C.3条 D.4条 解析：据脱水量，可求出脱水数＝1908÷18＝106，形成某蛋白质的氨基酸的分子质量之和＝11935＋1908