Question

15．牛胰核糖核酸酶由一條多肽鏈構(gòu)成，包含8個帶巰基（-SH）的半胱氨酸，脫氫后形成4對二硫鍵（-S-S-）．形成下圖所示結(jié)構(gòu)時，該酶具有生物活性．圖中圓圈表示氨基酸，序號表示氨基酸的個數(shù)，半胱氨酸縮寫為“半胱”，其它氨基酸的標(biāo)注略．
請回答問題：
（1）牛胰核糖核酸酶中的肽鍵數(shù)量為123個．
（2）科學(xué)家發(fā)現(xiàn)β-巰基乙醇可破壞該酶的二硫鍵，尿素可破壞該酶的氫鍵．若用β-巰基乙醇和尿素同時處理該酶，會使其失去活性．若去除β-巰基乙醇只保留尿素時，該酶活性僅恢復(fù)到1%左右，從二硫鍵重建的角度分析，可能的原因是8個半胱氨酸形成二硫鍵的可能性有7×5×3=105種，其中正確的只有1種，占1%左右；若去除尿素只保留β-巰基乙醇時，可以重新形成氫鍵，該酶活性能恢復(fù)到90%左右，說明在維持該酶空間結(jié)構(gòu)的因素中，氫鍵比二硫鍵的作用強．
（3）由此分析，氨基酸序列決定了蛋白質(zhì)分子中氫鍵和二硫鍵的位置，使蛋白質(zhì)具有特定的空間結(jié)構(gòu)，進而決定其生物活性．

Answer 1

分析 1、構(gòu)成蛋白質(zhì)的基本單位是氨基酸，其結(jié)構(gòu)通式是，即每種氨基酸分子至少都含有一個氨基和一個羧基，且都有一個氨基和一個羧基連接在同一個碳原子上，這個碳原子還連接一個氫和一個R基，氨基酸的不同在于R基的不同．
2、氨基酸通過脫水縮合形成多肽鏈，而脫水縮合是指一個氨基酸分子的羧基（-COOH ）和另一個氨基酸分子的氨基（-NH₂）相連接，同時脫出一分子水的過程；連接兩個氨基酸的化學(xué)鍵是肽鍵，其結(jié)構(gòu)式是-CO-NH-．
3、現(xiàn)有8個半胱氨酸形成二硫鍵，先選2個半胱氨酸形成二硫鍵，則形成第一個二硫鍵的可能性有7種可能．由此類推，形成第二個二硫鍵的概率為5種可能、形成第三個二硫鍵的概率為3種可能、形成第四個二硫鍵的概率為1種，則8個半胱氨酸形成二硫鍵的可能性有7×5×3×1=105種．

解答 解：（1）據(jù)圖分析，該鏈含有124個氨基酸，形成1條肽鏈，因此牛胰核糖核酸酶中的肽鍵數(shù)量為124-1=123個．
（2）現(xiàn)有8個半胱氨酸形成二硫鍵，先選2個半胱氨酸形成二硫鍵，則形成第一個二硫鍵的可能性有7種可能．由此類推，形成第二個二硫鍵的概率為5種可能、形成第三個二硫鍵的概率為3種可能、形成第四個二硫鍵的概率為1種，則8個半胱氨酸形成二硫鍵的可能性有7×5×3×1=105種，其中正確的只有1種，占1%左右，因此若去除β-巰基乙醇只保留尿素時，該酶活性僅恢復(fù)到1%左右．若去除尿素只保留β-巰基乙醇時，可以重新形成氫鍵，該酶活性能恢復(fù)到90%左右，說明在維持該酶空間結(jié)構(gòu)的因素中，氫鍵比二硫鍵的作用強．
（3）蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)多樣性的原因是由于氨基酸的種類、數(shù)目和排列順序，以及肽鏈的數(shù)目和肽鏈的空間結(jié)構(gòu)造成的．據(jù)題意可知，氨基酸序決定了蛋白質(zhì)分子中氫鍵和二硫鍵的位置，使蛋白質(zhì)具有特定的空間結(jié)構(gòu)．
故答案為：
（1）123
（2）8個半胱氨酸形成二硫鍵的可能性有7×5×3=105種，其中正確的只有1種，占1%左右      強
（3）氨基酸序列

點評 本題結(jié)牛胰核糖核酸酶結(jié)構(gòu)圖，考查蛋白質(zhì)的合成--氨基酸脫水縮合的知識，考生識記氨基酸的結(jié)構(gòu)通式、明確氨基酸脫水縮合的過程、掌握氨基酸脫水縮合過程中的相關(guān)計算是解題的關(guān)鍵．