Question

胰岛素是一种蛋白质分子,它含有 α、β 两条肽链,α 链含有 21 个氨基酸,β 链含有 30 个氨基酸,两条多肽链间通过2个二硫键(二硫键是由2个 —SH 脱 H 连接而成)连接,在 α 链上也形成一个二硫键,如下图为结晶牛胰岛素的平面结构示意图,请据此回答:

注:2—SH→—S—S—+2H。

(1) 该分子中的 51 个氨基酸形成肽链时必须通过相邻氨基酸之间发生____,图中的____(填化学键)使肽链相互连接在一起,最后盘曲形成具有____结构的胰岛素分子,此过程中相对分子质量减少了____。 

(2) 胰岛素分子中含有肽键____个,肽键可表示为____。 从理论上分析,胰岛素分子至少有____个“—NH₂”,至少有____个“—COOH”。

(3) 经检测,人和其他哺乳动物胰岛素都由 51 个氨基酸构成,且氨基酸组成大致相同,比较如下:

猪:β 链第 30 位氨基酸与人的不同;

马:β 链第 30 位氨基酸和 α 链第 9 位氨基酸与人的不同;

羊:β 链第 8、9、10 位氨基酸与人的不同;

鼠:α 链有 8 个氨基酸,β 链有10 个氨基酸与人的不同。

① 相近物种的胰岛素不同,反映在多肽链的氨基酸组成上主要是______________。 

② 上述几种动物中,____和人的亲缘关系最远,糖尿病人最适宜的代用品是____的胰岛素。

③ 生物性状不同的直接原因是_________。

Answer

脱水缩合 —S—S— 一定空间 888 49 —CO—NH— 2 2 氨基酸的排列顺序不同 鼠 猪 蛋白质的多样性

【解析】试题分析：本题考查蛋白质的结构和功能的题目，在解答题目的时候要首先要掌握蛋白质的元素组成主要是由C、H、O、N四种元素组成的，然后要明确蛋白质的基本单位是氨基酸，氨基酸经过脱水缩合形成多肽，多肽经过盘曲折叠形成蛋白质。

（1）氨基酸核糖体上经过脱水缩合反应形成肽链，图中的—S—S—使肽链相互连接在一起，最后多肽链经过盘曲折叠形成具有一定的空间结构的蛋白质分子。由于51个氨基酸形成胰岛素的过程中脱去49个水，同时还有3个二硫键中的6个氢，所以这51个氨基酸形成胰岛素后，相对分子质量比原来51个氨基酸的总分子量减少了18×49+1×6=888。

（2）胰岛素分子中含有肽键=氨基酸数目-肽链的条数=（21+30）-2=49个，肽键的化学结构为-CO-NH-。从理论上分析，一条肽链的一端含有一个氨基，另一端含有一个羧基，所以胰岛素分子有两条链，至少有2个“-NH2”和2个“-COOH”。

（3）经检测，人和其他哺乳动物胰岛素的氨基酸组成比较如下：
①由于构成肽链的氨基酸排列顺序不同形成不同物种的胰岛素的不同。
②上述几种动物中，由于鼠的α链有8个氨基酸、β链有10个氨基酸与人的不同，与人的胰岛素的差异最多；猪只有β链第30位氨基酸与人的不同，与人的胰岛素的差异最小，猪与人的胰岛素的差异最小。糖尿病患者最适宜的代用品是猪的胰岛素。
③蛋白质是生命活动的体现者，所以蛋白质的多样性是生物性状不同的直接原因。