Question

下图为由m个氨基酸组成的某蛋白质的结构示意图，其中“—S—S—”为由两个“—SH”(巯基)构成的二硫键，其作用是连接两相邻肽链。

（1）该蛋白质分子中至少含有氨基_____个，至少含有氧原子____个

（2）形成一个该蛋白质分子时生成的水分子数为______，减少的相对分子质量为____________

（3）假设该蛋白质分子中的一条肽链为八十八肽，其分子式为CxHyNpOqS，将这条肽链进行水解，若只生成以下5种氨基酸：半胱氨酸（C₃H₇NO₂S）、丙氨酸（C₃H₆NO₂）、天冬氨酸（C₄H₇NO₄）、赖氨酸（C₆H₁₄N₂O₂）、苯丙氨酸（C₉H₁₁NO₂）。 水解产物中半胱氨酸的数目是______;天冬氨酸的数目是_________；赖氨酸的数量是________(可以用题干中字母作答)

Answer

2 m+2 m—2 18m—32 1 （q-89）/2 p-88

【解析】

由氨基酸脱水缩合反应的反应式可知，如果形成直线的肽链，肽键数=氨基酸的个数-肽链数，如果形成环状肽链，一条环状肽链中氨基酸的个数=肽键数；蛋白质中至少含有游离的氨基和游离的羧基数量均等于肽链的数量。

（1）组成蛋白质的氨基酸的分子式是C2H4O2NR，氨基酸脱水缩合反应脱去的水分子数=形成的肽键数=氨基酸数-肽链数，m个氨基酸形成3条肽链，其中一条是环肽，环肽形成过程中氨基酸数目与脱去的水分子数目相等，因此脱去的水分子数=m-2个，蛋白质中的氧原子数目至少是m×2-（m-2）=（m+2）个，该蛋白质分子含有两条肽链和一条环状链组成，每条肽链至少含有一个游离的氨基，环状链含游离的氨基最少为0，故该蛋白质至少含有游离的氨基为2个。
（2）形成该蛋白质时脱去的水分子数=形成的肽键数=氨基酸个数-肽链数，根据（1）分析可知，脱去的水分子数为（m-2），由于有2个二硫键，而形成一个二硫键失去了2个“H”，故减少的相对分子质量为18(m－2)＋4=18m—32。

（3）组成蛋白质的氨基酸的结构特点是至少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，其结构通式可表示为：，脱水缩合时每形成一个肽键，脱去一分子水，形成的有机物减少两个氢和一个氧，其它原子个数不变。分析5种氨基酸的分子式可知，其中只有赖氨酸含有2个N原子，根据N原子数计算，赖氨酸的数目×2+（88-赖氨酸数目）=p，因此赖氨酸数目=p-88；分析5种氨基酸的分子式可知，其中只有天冬氨酸含有4个O原子，根据O原子数计算，天冬氨酸的数目×4+（88-天冬氨酸数目）×2-87=q，因此天冬氨酸的数目为（q-89）/2。分析5种氨基酸的分子式可知，其中只有半胱氨酸含有1个S原子，而八十八肽中只有一个S，故半胱氨酸的个数是1个。