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，下图为结晶牛胰岛素的平面结构示意图，请据此回答：

（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，最后盘曲形成具有一定空间结构的胰岛素分子，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。从理论上分析，胰岛素分子至少有_____个“—NH₂”。

（3）经检测，人和其他哺乳动物胰岛素都是由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。

Answer

脱水缩合 -S-S- 888 49 2 ①氨基酸的排列顺序不同 ②鼠 猪

【解析】

本题考查蛋白质的结构和功能，在解答题目的时候首先要掌握蛋白质主要是由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。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，两条多肽链间通过两个二硫键连接，在α链上也形成一个二硫键。据此答题。

（1）氨基酸之间经过脱水缩合反应形成肽链，多肽链之间可通过-S-S-连接在一起，最后盘曲形成具有一定空间结构的胰岛素分子，由图可知，此过程中脱去的水分子数为（21+30）-2=49个，同时形成了三个二硫键，每形成一个二硫键会脱去两个H，所以该过程中相对分子质量减少了49×18+3×2=888。

（2）胰岛素分子中含有的肽键数=脱去的水分子数=氨基酸数目-肽链的条数=（21+30）-2=49个。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，因为胰岛素分子有两条链，所以至少有2个“-NH2”和2个“-COOH”。

（3）①根据资料分析可知，由于构成肽链的氨基酸排列顺序不同，所以形成不同物种的胰岛素不同。

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，所以鼠与人的亲缘关系最远；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，故糖尿病患者最适宜的代用品是猪的胰岛素。