求解有關(guān)蛋白質(zhì)計(jì)算問(wèn)題的關(guān)鍵是抓住蛋白質(zhì)形成的原理——“脫水縮合”。“脫水縮合”的含義是一個(gè)氨基酸的羧基和另一個(gè)氨基酸的氨基相連接，脫去一分子水，同時(shí)形成一個(gè)肽鏈。下面是筆者根據(jù)這個(gè)原理總結(jié)出的求解三類蛋白質(zhì)元素含量計(jì)算問(wèn)題的具體做法，與同學(xué)們共勉。

一.N含量的計(jì)算

1.單鏈，R基無(wú)N的計(jì)算。

對(duì)于單鏈蛋白質(zhì)，且R基沒(méi)有N的計(jì)算，相對(duì)來(lái)說(shuō)比較簡(jiǎn)單，而且易于理解。如圖1是一個(gè)氨基酸的通式。

顯然，一個(gè)氨基酸含有一個(gè)N，當(dāng)進(jìn)行脫水縮合時(shí)，這一個(gè)N并不會(huì)發(fā)生數(shù)量上的變化，即一個(gè)肽鍵將會(huì)含有一個(gè)N。如果一條肽鏈中含有”個(gè)氨基酸，對(duì)于單鏈來(lái)說(shuō)，就意味著含有n-1個(gè)肽鏈，也就是含有n-1個(gè)N，但由于在肽鏈的一端，還存在著一個(gè)氨基，故含有N的個(gè)數(shù)要在n-1的基礎(chǔ)上再加上1，所以含有”個(gè)N。

為了便于理解，我們可以觀察圖2，在一條由3個(gè)氨基酸組成的三肽中，N的個(gè)數(shù)為3，其中3是由2個(gè)肽鍵數(shù)加上1個(gè)氨基數(shù)組成的，因此可以得到公式n=a+b，其中n為N的個(gè)數(shù)，a為肽鍵數(shù)，6為氨基數(shù)。在數(shù)值上也就等同于氨基酸數(shù)。

2.多鏈，R基無(wú)N的計(jì)算。

雙鏈或多鏈問(wèn)題是單鏈問(wèn)題的一個(gè)拓展。因?yàn)橐粋€(gè)肽鍵含有一個(gè)N，所以對(duì)于單個(gè)肽鏈，公式n=a+b仍然適用。假設(shè)兩條肽鏈分別是n1和n2，那么總數(shù)N就是n1的含量加上n2的含量，即n =a1 +a2 +b1 +b2。

對(duì)于兩條肽鏈來(lái)說(shuō)，b為氨基所含有的N，即b=1，a1 +a2就是兩條肽鏈所含有的肽鍵數(shù)，而a=氨基酸數(shù) -1，假設(shè)氨基酸數(shù)為q，上述公式可以轉(zhuǎn)換為n =q1-1+q21+2=q1+q2=q。因此兩條或多條肽鏈的N在數(shù)值上就等于所含有的氨基酸總數(shù)。

如圖3所示，取兩條肽鏈，這兩條肽鏈中含有6個(gè)N，同時(shí)這是由6個(gè)氨基酸組成的。以此類推，多條肽鏈的情況也可以輕松推出。

3.多鏈，R基有N的計(jì)算。

對(duì)于R基含有N的情況，可以在多鏈問(wèn)題的基礎(chǔ)上進(jìn)行補(bǔ)充，比如R1上是一個(gè)氨基（NH2），即一條肽鏈上有一個(gè)氨基酸多含有一個(gè)（多個(gè)）N，那么只要再加上這個(gè)（多個(gè)）N的數(shù)量就好了，因此可以得出結(jié)論”一q+c，其中q為氨基酸數(shù)，c為R基上含有單個(gè)N的氨基酸數(shù)。如果該氨基酸含有多個(gè)N，那么只需要將c乘以R基上含有的N的個(gè)數(shù)就好了，即n=q+me，其中m為單個(gè)R基上含N氨基酸中R基上N的個(gè)數(shù)。

二、O含量的計(jì)算

1.單鏈，R基無(wú)O的計(jì)算。

對(duì)于單鏈問(wèn)題，基于上面的論述，可以推出每個(gè)肽鍵中含有一個(gè)O的結(jié)論。相對(duì)于N來(lái)說(shuō)，O含量的計(jì)算有一個(gè)顯著的不同之處就在于在肽鏈末端的羧基上含有兩個(gè)O，即單鏈肽鏈上的O的個(gè)數(shù)就是N的個(gè)數(shù)+1，而單鏈上n=q，因此可以得出結(jié)論z—q+1，其中x是O的個(gè)數(shù)，q是氨基酸數(shù)。

2.多鏈，R基無(wú)O的計(jì)算。

對(duì)于雙鏈或多鏈問(wèn)題，因?yàn)槊總€(gè)鏈的O的數(shù)量遵循x-=q+1的規(guī)律，所以雙鏈的O的總數(shù)等于將兩個(gè)單鏈的O的個(gè)數(shù)相加，即x =q1+q2 +2=q+2。顯然，對(duì)于雙鏈來(lái)說(shuō)，在O含量的計(jì)算公式里，有一個(gè)常數(shù)項(xiàng)，而這個(gè)常數(shù)在數(shù)值上與肽鏈數(shù)相吻合，因此又可以將公式變形為x=q+r，其中r為肽鏈數(shù)。

3.多鏈，R基有O的計(jì)算。

對(duì)于R基也有O的多鏈問(wèn)題，假設(shè)有n個(gè)特殊的氨基酸（指R基上含有O），且每個(gè)氨基酸的R基上含有m個(gè)O，那么只需要將多出來(lái)的O的數(shù)量加上即可，于是得到公式x=q+r+mn。

如圖4所示，將相關(guān)數(shù)值代人公式，得出x=3+1+2×3=10，這與我們直接對(duì)應(yīng)圖像進(jìn)行計(jì)數(shù)的結(jié)果相一致。

注意：在特殊的氨基酸中，各個(gè)氨基酸的R基上所含有的O的數(shù)目不同，可將數(shù)目相同的氨基酸歸為一類，將另一種歸為另一類，得出公式x=q+r+minl +m2n2+m 3n 3 ……

三、C含量的計(jì)算

1.單鏈，R基無(wú)C的計(jì)算。

關(guān)于C的計(jì)算，是有關(guān)蛋白質(zhì)含量計(jì)算問(wèn)題中較難的一類，因?yàn)槿魏斡袡C(jī)物中都含有C，而且C不僅存在于肽鍵中，也同時(shí)存在于氨基酸的內(nèi)部。所以對(duì)于C含量的計(jì)算，需要對(duì)氨基酸和肽鏈的本質(zhì)進(jìn)行分析。

對(duì)于一個(gè)氨基酸來(lái)說(shuō)，在R基上沒(méi)有C的情況下，它擁有兩個(gè)C，一個(gè)在中央，一個(gè)在它的羧基上。而如果想要連成肽鏈，就必須進(jìn)行“脫水縮合”，這時(shí)，一個(gè)羧基就會(huì)脫去它的羥基，也就是OH，但是原本的C并不會(huì)被脫去，即一個(gè)肽鍵含有一個(gè)C。

假設(shè)有一個(gè)由n個(gè)氨基酸組成的肽鏈，那么它含有” 1個(gè)肽鍵，而肽鍵的C就有n-1個(gè)。而組成氨基酸本身含有n個(gè)，同時(shí)，在肽鏈末端，仍有一個(gè)沒(méi)有進(jìn)行“脫水縮合”的羧基存在。于是在單鏈且R基上沒(méi)有C的情況下，肽鏈中C的數(shù)量滿足公式c-a+q+1，其中a為肽鍵數(shù)，q為氨基酸數(shù)，“1”為肽鏈末端羧基中含有的C的數(shù)量。又因?yàn)殡逆I數(shù)+1就是氨基酸的數(shù)量。所以得出公式c=q+q=2q。

2.多鏈，R基無(wú)C的計(jì)算。

對(duì)于多鏈問(wèn)題，每條單鏈都滿足公式c-2q的情況下.易得多鏈C的總數(shù)就是兩條鏈中所有氨基酸數(shù)的總和的2倍，即c一2q同樣適用。

3.多鏈，R基有C的計(jì)算。

對(duì)于在R基上存在C的情況，R基上存在幾個(gè)C，就有幾個(gè)氨基酸含有這一特殊的R基。假設(shè)有n個(gè)氨基酸含有這一特殊的R基，而這個(gè)R基中含有m個(gè)C，那么在這條肽鏈上，除了組成結(jié)構(gòu)所含有的C，還有mn個(gè)C。因此不管是單鏈還是多鏈，其C的數(shù)量都滿足公式c= 2q，即C的數(shù)量的通式為c=2q+mn。當(dāng)然，對(duì)于一個(gè)肽鏈來(lái)說(shuō)，可能并不是所有的氨基酸都是一樣的，或者說(shuō)R基都含有同樣數(shù)目的C。借助對(duì)肽鏈中O的數(shù)量的多種情況的研究，可以得出通式c-2q + m1n1+m+m2n2+m3n3 ……

綜上所述，對(duì)于蛋白質(zhì)元素含量的計(jì)算問(wèn)題，采用對(duì)原理的直接分析，以及構(gòu)建公式法進(jìn)行理解與推理，可以獲得蛋白質(zhì)元素含量計(jì)算中的一些結(jié)論和公式。

作者單位：江蘇省靖江市第一高級(jí)中學(xué)高二（6）班