Question

3．某致病細(xì)菌分泌的外毒素，無(wú)色，細(xì)針狀結(jié)晶，對(duì)小鼠和人體有很強(qiáng)的毒性，可引起流涎、嘔吐、便血、痙攣等，以致死亡．該外毒素結(jié)構(gòu)式如圖所示：

 （1）該化合物中含有0個(gè)游離的氨基，含有7個(gè)肽鍵．
（2）該化合物是由7個(gè)氨基酸組成的，請(qǐng)寫(xiě)出這些氨基酸的結(jié)構(gòu)通式．
（3）填寫(xiě)虛線框內(nèi)結(jié)構(gòu)的名稱：A．肽鍵，B．R基．（從氨基酸結(jié)構(gòu)通式的角度講）
（4）組成該化合物的氨基酸有5種，其中有3個(gè)氨基酸的R基相同，這個(gè)R基是-CH₃．
（5）某條肽鏈，其分子式為C_aH_bN_cO_dS，并且是由下列五種氨基酸組成的，其中含有e個(gè)賴氨酸殘基：那么將該多肽徹底水解后將會(huì)得到$\frac{d-c+e-1}{2}$個(gè)天門冬氨酸（結(jié)果可含分子式中的未知數(shù)）．

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(gè)氨基和一個(gè)羧基，且都有一個(gè)氨基和一個(gè)羧基連接在同一個(gè)碳原子上，這個(gè)碳原子還連接一個(gè)氫和一個(gè)R基，氨基酸的不同在于R基的不同．
2、氨基酸在核糖體中通過(guò)脫水縮合形成多肽鏈，而脫水縮合是指一個(gè)氨基酸分子的羧基（-COOH ）和另一個(gè)氨基酸分子的氨基（-NH₂）相連接，同時(shí)脫出一分子水的過(guò)程；連接兩個(gè)氨基酸的化學(xué)鍵是肽鍵，其結(jié)構(gòu)式是-CO-NH-；氨基酸形成多肽過(guò)程中的相關(guān)計(jì)算：肽鍵數(shù)=脫去水分子數(shù)=氨基酸數(shù)一肽鏈數(shù)，游離氨基或羧基數(shù)=肽鏈數(shù)+R基中含有的氨基或羧基數(shù)，至少含有的游離氨基或羧基數(shù)=肽鏈數(shù)，氮原子數(shù)=肽鍵數(shù)+肽鏈數(shù)+R基上的氮原子數(shù)=各氨基酸中氮原子總數(shù)，氧原子數(shù)=肽鍵數(shù)+2×肽鏈數(shù)+R基上的氧原子數(shù)=各氨基酸中氧原子總數(shù)一脫去水分子數(shù)，蛋白質(zhì)的相對(duì)分子質(zhì)量=氨基酸數(shù)目×氨基酸平均相對(duì)分子質(zhì)量一脫去水分子數(shù)×18．
3、分析題圖：題圖是某致病細(xì)菌分泌的外毒素的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式，其中A的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為-C0-NH-、是氨基酸脫水縮合過(guò)程中形成的肽鍵，圖中該物質(zhì)含有7個(gè)肽鍵；B表示R基，圖中的R基共7個(gè)，因此是由7個(gè)氨基酸脫水縮合形成的環(huán)狀七肽．

解答 解：（1）氨基、肽鍵的結(jié)構(gòu)式分別為-NH₂、-CO-NH-，分析該化合物結(jié)構(gòu)式可知，該化合物中不含游離的氨基，含有7個(gè)肽鍵．
（2）圖中該化合物中含有R基共7個(gè)，因此是由7個(gè)氨基酸脫水縮合形成的環(huán)狀七肽，氨基酸的結(jié)構(gòu)通式是．
（3）圖中的A是肽鍵，B是R基．
（4）觀察發(fā)現(xiàn)這7個(gè)氨基酸中有3個(gè)氨基酸的R基團(tuán)都是-CH₃，其余4個(gè)氨基酸的R基團(tuán)都不相同，因此該化合物中的氨基酸共有5種．
（5）分析該肽鏈水解形成的幾種氨基酸可知，賴氨酸含有2個(gè)氨基，因此e個(gè)賴氨酸殘基中的N原子是2e個(gè)，該肽鏈中氨基酸的個(gè)數(shù)是c-2e+e=c-e個(gè)，又知天門冬氨酸含有兩個(gè)羧基，因此每個(gè)天門冬氨酸中含有4個(gè)氧原子，設(shè)天門冬氨酸數(shù)目為X，根據(jù)氨基酸脫水縮合反應(yīng)可得關(guān)系式：d=4X+2（c-e-X）-（c-e-1），解得：X=$\frac{d-c+e-1}{2}$個(gè)，所以將該多肽徹底水解后將會(huì)得到$\frac{d-c+e-1}{2}$ 個(gè)天門冬氨酸．
故答案為：
（1）0　　 7
（2）7    　
（3）肽鍵　R基
（4）5　3-CH₃　   
（5）$\frac{d-c+e-1}{2}$

點(diǎn)評(píng) 本題以外毒素為素材，結(jié)合外毒素結(jié)構(gòu)式，考查蛋白質(zhì)合成--氨基酸脫水縮合的知識(shí)，考生識(shí)記氨基酸的結(jié)構(gòu)通式及特點(diǎn)，掌握氨基酸脫水縮合的過(guò)程，能根據(jù)外毒素結(jié)構(gòu)式判斷其中氨基酸數(shù)目、種類及肽鍵的數(shù)目是解題的關(guān)鍵．