Question

1．某致病细菌分泌的外毒素，无色、细针状结晶，对小鼠和人体有很强的毒性，可引起流涎、呕吐、便血、痉挛等，以致死亡．该外毒素为环状肽，结构式如图所示．

请据图分析并回答问题．
（1）填写虚线框内结构的名称：A．肽键，B．R基（从氨基酸结构通式的角度分析）．
（2）该化合物中含有游离的0个氨基，0个羧基．
（3）该化合物是由7个氨基酸组成的，该化合物称为环状七肽化合物．
（4）组成该化合物的氨基酸有5种，其中有几个R基是相同的，写出相同的R基的结构式为-CH₃．
（5）该外毒素在环状肽形成过程中失去了7个水分子，相对分子质量减少了126．
（6）现有一个由一条十二肽和一条十五肽构成的蛋白质分子，分子式为C_ZH_WN_XO_YS（X＞27，Y＞29）．并且是由下列五种氨基酸组成．那么将其彻底水解后，得到天冬氨酸$\frac{Y-29}{2}$个．

Answer 1

分析 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和另一个氨基酸分子的氨基相连接，同时脱出一分子水的过程，该过程中：形成的肽键数=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，O原子数=肽键数+2×肽链数+R基上的O原子数=各氨基酸中O原子总数一脱去水分子数．
3、分析题图该外毒素的结构式：该外毒素的结构为环状肽，其中A表示肽键，是氨基酸脱水缩合形成的，其结构简式为-C0-NH-；B表示R基．
4、分析分子式为C_ZH_WN_XO_YS的蛋白质水解后得到的五种氨基酸，从结构式上看，只有天冬氨酸的R基中含有羧基（1个），其它四种氨基酸的R基中均不含羧基（只有天冬氨酸每分子含有4个氧原子，而其它四种氨基酸每分子均含2个氧原子）．

解答 解：（1）由以上分析知，题图该外毒素的结构式中的A是肽键，B是R基．
（2）题图该外毒素的结构式中不含游离的氨基（-NH₂），也不含游离的羧基（-COOH）．
（3）题图该外毒素的结构式中共含有7个R基（7个肽键），为环状结构，是由7个氨基酸组成的，该化合物称为环状七肽化合物．
（4）题图该外毒素的结构式中的7个R基中有3个都是-CH₃、其余4个R基各不相同，即R基共有5种，所以组成该化合物的氨基酸有5种．
（5）题图该外毒素的结构式中共含有7个肽键，在环状肽形成过程中失去了7个水分子，相对分子质量减少7×18=126．
（6）设分子式为C_ZH_WN_XO_YS的蛋白质中含有天冬氨酸为e个，根据氧原子守衡（O原子数=肽键数+2×肽链数+R基上的O原子数）可得，（12+15-2）+2×2+2e=Y，解得e=$\frac{Y-29}{2}$．
故答案为：
（1）肽键 R基
（2）0 0
（3）7 七
（4）5-CH₃
（5）7 126
（6）$\frac{Y-29}{2}$

点评 本题结合外毒素结构式、分子式为C_ZH_WN_XO_YS的蛋白质水解后得到的五种氨基酸的结构式，考查蛋白质合成--氨基酸脱水缩合的知识，考生识记氨基酸的结构通式、明确氨基酸脱水缩合的过程、掌握氨基酸脱水缩合过程中的相关计算是解题的关键．