题目内容
【题目】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)
【答案】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。