蛋白质水解规律及应用

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

CH2COOHA.

|NH2

B.

CH3CHCOOH|NH2

HOOCCH2CH2CHCOOH|NH2D.

解析：天然蛋白质水解产物R为氨基酸，R与KOH或HCl反应时为等物质的量完

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过式量分析：

M3.75750.05，通

7516(NH2)45(COOH)14(CH2)

运用残基分析法，说明含有一个残基CH2，则R的结构简式为H2NCH2COOH，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

解析：天然蛋白质是氨基酸通过肽键生成的高分子化合物，成键时羧基上脱去羟基，氨基上脱去氢原子，形成酰胺基结构CNH。因此蛋白质水解时应是酰胺基结构上的C-N键断裂。故选：C。

O||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75MM18M18A. 57 B. 75 C. 75 D. 75

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，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：

M7557，故选A。

(n1)75M18n,解得:n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（多肽分子）水解生成n个氨基酸分子，则要消耗（n-1）个水分子。

例4. 今有一个多肽，其分子式是C55H70O19N10，已知将它水解后只得到下列四种氨基酸：

H2NCH2COOH(甘氨酸C2H5O2N)CH3CHCOOH(丙氨酸C3H7O2N)|NH2HOOCCHCH2CH2COOH(谷氨酸C5H9O4N)|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。