Question

9．某細(xì)菌能產(chǎn)生一條“毒性肽”，其分子式是C₅₅H₇₀O₁₉N₁₀，將它徹底水解后只能得到下列四種氨基酸：

（1）該多肽是十肽化合物，連接相鄰兩個(gè)氨基酸之間的化學(xué)鍵的結(jié)構(gòu)式是-CO-NH-．上述4種氨基酸的結(jié)構(gòu)通式表示為．氨基酸脫水縮合形成該“毒性肽”的過程中，相對(duì)分子質(zhì)量減少了162，水分子中的氧原子來自氨基酸的羧基．
（2）該多肽進(jìn)行水解，需9個(gè)水分子參與，得到4個(gè)谷氨酸分子，3個(gè)苯丙氨酸分子．這些氨基酸在結(jié)構(gòu)上的共同特點(diǎn)是都至少含有一個(gè)-NH₂和一個(gè)-COOH，且都連在同一個(gè)C上．
（3）由題中提及的四種氨基酸按一定數(shù)量混合后，在適宜條件下，脫水縮合后形成的含四個(gè)肽鍵的分子最多有4⁵種．
（4）實(shí)驗(yàn)中，檢測(cè)到某一多肽含20個(gè)¹⁵N，則該多肽最多有19個(gè)肽鍵．
（5）鑒定某組織中存在蛋白質(zhì)時(shí)，向組織樣液中加入雙縮脲試劑的正確方法是先加A液1mL，搖勻，再加B液4滴，搖勻．其中雙縮脲試劑B液的量只有4滴，而不能過量，是因?yàn)殡p縮脲試劑B液過多，則會(huì)引起Cu²⁺（或Cu（OH）₂）過多而掩蓋生成的紫色．

Answer 1

分析 1、構(gòu)成蛋白質(zhì)的基本單位是氨基酸，其結(jié)構(gòu)通式是 ，即每種氨基酸分子至少都含有一個(gè)氨基和一個(gè)羧基，且都有一個(gè)氨基和一個(gè)羧基連接在同一個(gè)碳原子上，這個(gè)碳原子還連接一個(gè)氫和一個(gè)R基，氨基酸的不同在于R基的不同．
2、氨基酸在核糖體中通過脫水縮合形成多肽鏈，而脫水縮合是指一個(gè)氨基酸分子的羧基（-COOH ）和另一個(gè)氨基酸分子的氨基（-NH₂）相連接，同時(shí)脫出一分子水的過程；連接兩個(gè)氨基酸的化學(xué)鍵是肽鍵，其結(jié)構(gòu)式是-CO-NH-；氨基酸形成多肽過程中的相關(guān)計(jì)算：肽鍵數(shù)=脫去水分子數(shù)=氨基酸數(shù)一肽鏈數(shù)，氮原子數(shù)=肽鍵數(shù)+肽鏈數(shù)+R基上的氮原子數(shù)=各氨基酸中氮原子總數(shù)，氧原子數(shù)=肽鍵數(shù)+2×肽鏈數(shù)+R基上的氧原子數(shù)=各氨基酸中氧原子總數(shù)一脫去水分子數(shù)，蛋白質(zhì)的相對(duì)分子質(zhì)量=氨基酸數(shù)目×氨基酸平均相對(duì)分子質(zhì)量一脫去水分子數(shù)×18．
3、蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)多樣性的直接原因：構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸的種類、數(shù)目、排列順序和肽鏈的空間結(jié)構(gòu)千差萬別．
4、蛋白質(zhì)中含有肽鍵，可與雙縮脲試劑作用產(chǎn)生紫色反應(yīng)．
5、分析題圖：題圖是分析分子式是C₅₅H₇₀O₁₉N₁₀的“毒性肽”徹底水解后得到的四種氨基酸，在甘氨酸（C₂H₅NO₂）、丙氨酸（C₃H₇NO₂）、苯丙氨酸（C₉H₁₁NO₂）、谷氨酸（C₅H₉NO₄）中，每種氨基酸分子都只含有1個(gè)氮原子，只有谷氨酸每分子含有4個(gè)氧原子、其它三種氨基酸每分子均含有2個(gè)氧原子．

解答 解：（1）分子式是C₅₅H₇₀O₁₉N₁₀的多肽徹底水解得到的四種氨基酸均只含有一個(gè)氨基（1個(gè)N原子），根據(jù)多肽的分子式中含有十個(gè)N可推測(cè)出該多肽是十肽，即該多肽鏈徹底水解后將會(huì)得到氨基酸10個(gè)，連接相鄰兩個(gè)氨基酸之間的化學(xué)鍵的肽鍵，肽鍵的結(jié)構(gòu)式是-CO-NH-；上述4種氨基酸的結(jié)構(gòu)通式可表示為；氨基酸脫水縮合形成該“毒性肽”的過程中的脫水?dāng)?shù)=氨基酸數(shù)-肽鏈數(shù)=10-1=9個(gè)，其相對(duì)分子質(zhì)量減少9×18=162，水分子中的氧原子來自氨基酸的羧基．
（2）該多肽為十肽，含有肽鍵數(shù)=氨基酸數(shù)-肽鏈數(shù)=10-1=9個(gè)，所以該多肽進(jìn)行水解，需9個(gè)水分子參與；設(shè)每分子該多肽徹底水解后得到以上四種氨基酸（甘氨酸、丙氨酸、苯丙氨酸、谷氨酸）的個(gè)數(shù)分別是a、b、c、d，分別根據(jù)C、H、N、O守恒可得：2a+3b+9c+5d=55、5a+7b+11c+9d=70+9×2=88、a+b+c+d=10、2a+2b+2c+4d=19+9，解得c=3、d=4，即3個(gè)苯丙氨酸分子、4個(gè)谷氨酸分子；由氨基酸的結(jié)構(gòu)通式可知，氨基酸在結(jié)構(gòu)上的共同特點(diǎn)是每種氨基酸都至少有一個(gè)氨基和一個(gè)羧基，并且都有一個(gè)氨基和一個(gè)羧基連在同一個(gè)碳原子上．
（3）由題中提及的四種氨基酸按一定數(shù)量混合后，在適宜條件下，脫水縮合后形成的含四個(gè)肽鍵（含5個(gè)氨基酸）的分子（五肽）最多有4×4×4×4×4×4=4⁵種．
（4）由氨基酸的通式可知每個(gè)氨基酸最少含有一個(gè)N，實(shí)驗(yàn)中，檢測(cè)到某一多肽含20個(gè)¹⁵N，則該多肽最多由20個(gè)氨基酸形成，含有最多的肽鍵數(shù)=氨基酸數(shù)-肽鏈數(shù)=20-1=19個(gè)．
（5）雙縮脲試劑的使用，應(yīng)先加A液（試劑0.1g/mlNaOH），造成堿性環(huán)境，再加B液（試劑0.01g/mlGuSO₄），鑒定某組織中存在蛋白質(zhì)時(shí)，向組織樣液中加入雙縮脲試劑的正確方法是先加A液1mL，搖勻，再加B液4滴，搖勻；其中雙縮脲試劑B液的量只有4滴，而不能過量，是因?yàn)殡p縮脲試劑B液過多，則會(huì)引起Cu²⁺（或Cu（OH）₂）過多而掩蓋生成的紫色．
故答案為：
（1）十-CO-NH-     162       羧
（2）9    4    3        都至少含有一個(gè)-NH₂和一個(gè)-COOH，且都連在同一個(gè)C上
（3）4⁵   
（5）20
（5）A液       B液       Cu²⁺（或Cu（OH）₂）

點(diǎn)評(píng) 本題結(jié)合分子式是C₅₅H₇₀O₁₉N₁₀的多肽徹底水解后得到的四種氨基酸的結(jié)構(gòu)式，考查蛋白質(zhì)的合成--氨基酸脫水縮合的知識(shí)，考生識(shí)記氨基酸的結(jié)構(gòu)通式、明確氨基酸脫水縮合的過程和雙縮脲試劑鑒定蛋白質(zhì)的原理、掌握氨基酸脫水縮合過程中的相關(guān)計(jì)算是解題的關(guān)鍵．