Question

牛胰核糖核酸酶由一条多肽链构成，包含8个带巯基（－SH）的半胱氨酸，脱氢后形成4对二硫键（－S－S－）。形成下图所示结构时，该酶具有生物活性。图中圆圈表示氨基酸，序号表示氨基酸的个数，半胱氨酸缩写为“半胱”，其它氨基酸的标注略。

请回答问题：

（1）牛胰核糖核酸酶中的肽键数量为_________个

（2）牛胰核糖核酸酶中的游离氨基至少有______个。

（3）该酶维持空间结构，需要氢键和二硫键共同作用。科学家发现β-巯基乙醇可破坏该酶的二硫键，尿素可破坏该酶的氢键。若用β-巯基乙醇和尿素同时处理该酶，会使其失去活性。若去除β-巯基乙醇只保留尿素时，该酶活性仅恢复到1%左右，若去除尿素只保留β-巯基乙醇时，可以重新形成氢键，该酶活性能恢复到90%左右，说明在维持该酶空间结构的因素中，氢键比二硫键的作用______。

（4）从蛋白质多样性角度分析，______决定了蛋白质分子中氢键和二硫键的位置，使蛋白质具有特定的空间结构，进而决定其生物活性。

（5）将牛胰核糖核酸酶加热处理后，先加入双缩脲A液，溶液呈___________色，加入双缩脲B液后，溶液呈___________色。使用时___________（填是/否）需要水浴加热。

Answer

123 1 强 （多肽连上）氨基酸的排序 无 紫 否

【解析】

1、构成蛋白质的基本单位是氨基酸，其结构通式是，即每种氨基酸分子至少都含有一个氨基和一个羧基，且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上，这个碳原子还连接一个氢和一个R基，氨基酸的不同在于R基的不同。
2、氨基酸在核糖体中通过脱水缩合形成多肽链，而脱水缩合是指一个氨基酸分子的羧基（-COOH ）和另一个氨基酸分子的氨基（-NH2）相连接，同时脱出一分子水的过程；连接两个氨基酸的化学键是肽键，其结构式是-CO-NH-；氨基酸形成多肽过程中的相关计算：肽键数=脱去水分子数=氨基酸数一肽链数，游离氨基或羧基数=肽链数+R基中含有的氨基或羧基数，至少含有的游离氨基或羧基数=肽链数。
3、蛋白质结构多样性的直接原因：构成蛋白质的氨基酸的种类、数目、排列顺序和肽链的空间结构千差万别。
4、分析题图：题图是牛胰核糖核酸酶结构示意图，图中圆圈表示氨基酸，序号表示氨基酸的个数，分析题图可知该牛胰核糖核酸酶是由124个氨基酸形成的、含有一条肽链的蛋白质。

（1）牛胰核糖核酸酶的化学本质是蛋白质，是在牛胰腺细胞的核糖体中经脱水缩合形成的，肽键是由一个氨基酸分子的羧基和另一个氨基酸分子的氨基相连接，同时脱出一分子水后形成的，该化合物中含有的肽键数量=氨基酸数-肽链数=124-1=123个。

（2）牛胰核糖核酸酶由一条多肽链构成，所以游离氨基至少有1个。

（3）β-巯基乙醇可破坏该酶的二硫键，尿素可破坏该酶的氢键，若用β-巯基乙醇和尿素同时处理该酶，会使该酶中的二硫键和氢键均被破坏，但构成该酶的氨基酸组成，种类数量及排列顺序均没有发生变化；若去除β-巯基乙醇只保留尿素时，可以重新形成二硫键，该酶活性仅恢复到1%左右；若去除尿素只保留β-巯基乙醇时，可以重新形成氢键，该酶活性能恢复到90%左右，说明在维持该酶空间结构的因素中，氢键比二硫键的作用强。

（4）牛胰核糖核酸酶包含8个带巯基（－SH）的半胱氨酸，脱氢后形成4对二硫键（－S－S－），使蛋白质盘曲折叠，所以氨基酸的排序决定了蛋白质分子中氢键和二硫键的位置，使蛋白质具有特定的空间结构，进而决定其生物活性。

（5）将牛胰核糖核酸酶加热处理后，蛋白质变性，空间结构被破坏，但肽键没变，先加入双缩脲A液（氢氧化钠），溶液呈无色，加入双缩脲B液（硫酸铜）后，溶液呈紫色。双缩脲试剂使用时不需要水浴加热。