Question

胰岛素是一种蛋白质分子，它含有2条肽链， A链含有21个氨基酸，B链含有30个氨基酸，2条多肽链间通过二硫键连接，下边左图所示为结晶牛胰岛素的平面结构示意图，右图表示某多肽结构示意图。据此回答

（1）氨基酸的结构通式可表示为_____。胰岛素分子中含有肽键______个，肽键可表示为_____。

（2）从理论上分析，胰岛素分子至少有______个—NH₂，______—COOH。

（3）右图中的多肽由__________个氨基酸失去__________个水分子而形成。

（4）此多肽的氨基酸种类不同，是由________决定的，其编号是 ________________。

（5）蛋白质的结构和功能千差万别的原因是___________。

（6）假设某蛋白质分子中一条肽链为178肽，其分子式为[C_xH_yN_zO_wS（z>178，w>179），并且是由下列五种氨基酸组成的：那么将该178肽彻底水解后将会得到__________个赖氨酸，__________个天冬氨酸（结果可含分子式中的未知数）。

Answer

49 一NH—CO— 2 2 四 三 R基团 ②④⑧⑨ 氨基酸的种类、数目、排序、多肽链的空间结构不同 z－178

【解析】本题考查氨基酸的结构通式、蛋白质合成及其计算、蛋白质结构和功能的多样性等知识，意在考查考生理解相关知识的要点，把握知识间内在联系，形成知识网络结构的能力；能利用所学知识解读图形，进行分析、计算、判断并得出正确结论的能力。

（1）氨基酸的结构通式为。根据题意分析图形可知，胰岛素分子是由51个氨基酸脱水缩合而形成的两条多肽链，因此胰岛素分子中含有肽键51-2=49个，肽键可表示为一NH—CO—。

（2）每条多肽链的起端都有一个游离的氨基，末端都有一个游离的羧基，胰岛素分子含有两条多肽链，因此从理论上分析，胰岛素分子至少有2个—NH2，2个—COOH。

（3）图中含有③、⑤、⑥共三个肽键，故该四肽由四个氨基酸失去三个水分子而形成。

（4）此多肽的氨基酸种类不同，是由R决定的，其编号是②、④、⑧、⑨。

（5）蛋白质的结构和功能千差万别的原因是氨基酸的种类、数目、排序、多肽链的空间结构不同。

（6）分析图中五种氨基酸结构可知，只有赖氨酸含有2个氨基，只有天冬氨酸含有2个羧基；从题意知该多肽为178肽，含有177个肽键；又知该多肽分子式为CxHyNzOwS（z>178，w>179），其中N有z个，O有w个；那么将该178肽彻底水解后将会得到：含2个氨基的氨基酸数＝N原子数－肽键数－1，则赖氨酸个数=z-177-1=z-178；含2个羧基的氨基酸数为=（O原子数-肽键数-2）/2，则天冬氨酸数=（w-177-2）/2=(w-179)/2。

【点睛】巧用“原子守恒”解答多肽中各原子数的计算题：

氨基酸的结构通式是解答此类题目的突破口。在一个氨基酸中，若不考虑R基，至少含有2个碳原子、2个氧原子、4个氢原子和1个氮原子。在脱水缩合形成多肽时，要失去部分H、O原子，但是碳原子、氮原子的数目不会减少。其相关数量关系如下：

(1)碳原子数＝氨基酸的分子数×2＋R基上的碳原子数。

(2)氢原子数＝各氨基酸中氢原子的总数－脱去的水分子数×2。

(3)氧原子数＝各氨基酸中氧原子的总数－脱去的水分子数。

(4)氮原子数＝肽链数＋肽键数＋R基上的氮原子数＝各氨基酸中氮原子的总数。

(5)由于R基上的碳原子数不好确定，且氢原子数较多，因此以氮原子数或氧原子数的计算为突破口，计算氨基酸的分子式或氨基酸个数最为简便。

(6)含2个氨基的氨基酸数＝N原子数－肽键数－1。

(7)含2个羧基的氨基酸数为：。