В одной открытой линейной цепи пептидных связей между соседними остатками на одну меньше, чем самих остатков. Если цепей несколько и они отдельные, нужно вычесть из общего числа остатков число цепей.
Для обратной задачи число цепей прибавляют к числу связей. Ниже — два учебных разбора и шесть заданий с решениями, которые помогут проверить оба направления расчёта.
Какие связи считаем
Аминокислотные остатки в полипептиде соединены пептидными связями; у линейной цепи есть два конца. Об этом можно прочитать в учебнике OpenStax.
Остаток в цепи не следует путать со свободной молекулой аминокислоты. В этих заданиях уже указано число остатков или связей в готовых цепях, поэтому пересчитывать исходные свободные молекулы не требуется.
Считаем только пептидные связи между соседними остатками в отдельных линейных незамкнутых цепях. Дисульфидные связи, кольца и сшивки в расчёт не входят. Если условие описывает другую конструкцию, применять эту формулу без дополнительной проверки нельзя.
Формулы для подсчёта
Обозначим:
- N — общее число аминокислотных остатков во всех указанных цепях;
- k — число отдельных цепей;
- B — общее число пептидных связей между соседними остатками.
Для таких цепей B = N − k. Чтобы найти остатки по известному числу связей, преобразуем равенство: N = B + k.
Почему вычитаем именно число цепей? В каждой открытой цепи первый остаток не имеет предыдущего соседа. Каждый следующий остаток добавляет одну связь с предыдущим. Поэтому для одной цепи из n остатков получается n − 1 связь. Складывая результаты по отдельным цепям, вычитаем по единице за каждую.
Например, если в одной цепи три остатка, между соседями находятся две связи. Если добавить отдельную цепь из двух остатков, она даст ещё одну связь: всего пять остатков и три связи. Формула даёт тот же результат: 5 − 2 = 3.
Разбор 1. Одна цепь
Условие. В одной отдельной линейной незамкнутой пептидной цепи 20 аминокислотных остатков. Найдите число пептидных связей между соседними остатками.
Шаг 1. Записываем данные. N = 20 остатков, k = 1 цепь. Нужно найти B.
Шаг 2. Выбираем формулу. Для одной открытой цепи B = N − 1; это частный случай формулы B = N − k.
Шаг 3. Вычисляем. B = 20 − 1 = 19 связей.
Проверка. Прибавим число цепей к найденному числу связей: 19 + 1 = 20 остатков. Получили число из условия.
Ответ: 19 пептидных связей между соседними остатками.
Разбор 2. Три отдельные цепи
Условие. В трёх отдельных линейных незамкнутых пептидных цепях суммарно 35 аминокислотных остатков. Найдите число пептидных связей между соседними остатками.
Шаг 1. Записываем данные. N = 35 остатков, k = 3 цепи. Распределение остатков по цепям не указано.
Шаг 2. Используем общую формулу. Из суммарного числа остатков вычитаем по единице за каждую отдельную открытую цепь: B = N − k.
Шаг 3. Вычисляем. B = 35 − 3 = 32 связи.
Проверка. N = B + k = 32 + 3 = 35 остатков. Знать число остатков в каждой цепи для этого общего подсчёта не понадобилось.
Ответ: 32 пептидные связи между соседними остатками.
Как не ошибиться в обратной задаче
Сначала выясните, что дано: остатки или связи. Если нужно найти связи, вычитайте число цепей. Если даны связи и нужно найти остатки, прибавляйте число цепей. Например, для двух отдельных открытых цепей с пятью связями суммарно получится 5 + 2 = 7 остатков.
Частая ошибка — вычесть единицу из общего числа остатков независимо от количества цепей. Это верно только для одной цепи. Другая ошибка — прибавить по два остатка за цепь, считая оба конца: для перехода от числа связей к числу остатков нужна одна дополнительная единица на каждую цепь.
Когда ответ получен, проверьте его обратным действием и подпишите, что именно посчитано: связи или остатки. Если тема входит в план экзаменационной подготовки, пригодится маршрут подготовки к ОГЭ по биологии.
Шесть заданий для самостоятельной работы
Во всех заданиях цепи отдельные, линейные и незамкнутые. Считайте только пептидные связи между соседними остатками.
1. В одной цепи 128 аминокислотных остатков. Найдите число пептидных связей.
2. В одной цепи 14 пептидных связей. Найдите общее число аминокислотных остатков.
3. В двух цепях суммарно 42 аминокислотных остатка. Найдите число пептидных связей.
4. В трёх цепях суммарно 27 пептидных связей. Найдите общее число аминокислотных остатков.
5. В одной цепи 8 аминокислотных остатков. Найдите число пептидных связей.
6. В трёх цепях суммарно 37 аминокислотных остатков. Найдите число пептидных связей.
Ответы и решения
1. B = N − k = 128 − 1 = 127 связей. Для одной открытой цепи вычитаем единицу.
2. N = B + k = 14 + 1 = 15 остатков. К числу связей прибавляем одну цепь.
3. B = N − k = 42 − 2 = 40 связей. Из общего числа остатков вычитаем две цепи.
4. N = B + k = 27 + 3 = 30 остатков. К общему числу связей прибавляем три цепи.
5. B = N − k = 8 − 1 = 7 связей. Обратная проверка: 7 + 1 = 8 остатков.
6. B = N − k = 37 − 3 = 34 связи. Обратная проверка: 34 + 3 = 37 остатков.