Question

8．回答下列有關蛋白質的問題：
（1）胰島素是一種蛋白質分子，它含有2條肽鏈，A鏈含有21個氨基酸，B鏈含有30個氨基酸，2條多肽鏈間通過二硫鍵連接．則胰島素分子中含有肽鍵49個，肽鍵可表示為-CO-NH-．
（2）蛋白質的結構和功能千差萬別的原因是氨基酸的種類、數目、排序、多肽鏈的空間結構不同．
（3）假設某蛋白質分子中一條肽鏈為178肽，其分子式為[C_xH_yN_zO_wS（z＞178，w＞179），并且是由下列五種氨基酸組成的：那么將該178肽徹底水解后將會得到z-178個賴氨酸，$\frac{w-179}{2}$個天冬氨酸（結果可含分子式中的未知數）．

Answer 1

分析 1、構成蛋白質的基本單位是氨基酸，其結構通式是 ，即每種氨基酸分子至少都含有一個氨基和一個羧基，且都有一個氨基和一個羧基連接在同一個碳原子上，這個碳原子還連接一個氫和一個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氨基酸分子的羧基（-COOH ）和另一個氨基酸分子的氨基（-NH₂）相連接，同時脫出一分子水的過程；連接兩個氨基酸的化學鍵是肽鍵，其結構式是-CO-NH-；氨基酸形成多肽過程中的相關計算：肽鍵數=脫去水分子數=氨基酸數一肽鏈數，游離氨基或羧基數=肽鏈數+R基中含有的氨基或羧基數，至少含有的游離氨基或羧基數=肽鏈數，氮原子數=肽鍵數+肽鏈數+R基上的氮原子數=各氨基酸中氮原子總數，氧原子數=肽鍵數+2×肽鏈數+R基上的氧原子數=各氨基酸中氧原子總數一脫去水分子數．
3、蛋白質結構多樣性的直接原因：構成蛋白質的氨基酸的種類、數目、排列順序和肽鏈的空間結構千差萬別．
4、分析題干（3）中的五種氨基酸的分子結構簡式：五種氨基酸中，只有賴氨酸含有2個N原子（R基中含有一個氨基），只有天門冬氨酸含有2個羧基（R基中含有1個羧基，每個羧基含有2個氧原子）．

解答 解：（1）氨基酸的結構通式可表示為；胰島素分子中含有肽鍵的肽鍵數=氨基酸數-肽鏈數=（21+30）-2=49個，肽鍵是一個氨基酸分子的羧基（-COOH ）和另一個氨基酸分子的氨基（-NH₂）相連接，同時脫出一分子水后形成的，其結構式是-CO-NH-．
（2）蛋白質的結構和功能千差萬別的原因與構成蛋白質的氨基酸的種類、數目、排序、多肽鏈的空間結構有關．
（3）由以上分析知，構成該178肽的五種氨基酸分子中，只有賴氨酸含有2個N原子，設該178肽中含有賴氨酸m個，根據蛋白質中的N原子數=肽鍵數+肽鏈數+R基上的N原子數可得：z=（178-1）+1+m，解得m=z-178個；構成該178肽的五種氨基酸分子中，只有天門冬氨酸含有2個羧基，設該178肽中含有天門冬氨酸n個，根據蛋白質中O原子數=肽鍵數+2×肽鏈數+R基上的O原子數可得：w=（178-1）+2×1+2n，解得n=$\frac{w-179}{2}$個．
故答案為：
（1）49-CO-NH-
（2）氨基酸的種類、數目、排序、多肽鏈的空間結構不同  
（3）z-178     

點評 本題考查蛋白質的合成--氨基酸脫水縮合的知識，考生識記氨基酸的結構通式，明確氨基酸脫水脫水縮合的過程和實質，掌握氨基酸脫水縮合過程中的相關計算是解題的關鍵．