Question

20．有一條多肽鏈，分子式為C_aH_bO₁₂N₁₆S，將它徹底水解后，只得到下列四種氨基酸：半胱氨酸：C₃H₇O₂NS   丙氨酸：C₃H₇O₂N    賴氨酸：C₆H₁₄O₂N₂苯丙氨酸：C₉H₁₁O₂N經(jīng)分析推算后，請回答下列問題：
（1）1分子該多肽水解得到的氨基酸的個(gè)數(shù)為11．
（2）1分子該多肽水解得到的賴氨酸的個(gè)數(shù)為5．
（3）如果1分子該多肽水解得到3個(gè)丙氨酸，則a=60．
（4）如果第（3）問成立，則b=100．

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、分析半胱氨酸（C₃H₇O₂NS）、丙氨酸（C₃H₇O₂N）、賴氨酸（C₆H₁₄O₂N₂）、苯丙氨酸（C₉H₁₁O₂N）的分子式：
在半胱氨酸、丙氨酸、賴氨酸、苯丙氨酸分子中，每分子氨基酸均含有2個(gè)氧原子，只有半胱氨酸分子中含有硫原子（1個(gè)），只有賴氨酸分子中含有2個(gè)氮原子（其它三種氨基酸分子中均含1個(gè)氮原子）．

解答 解：（1）由以上分析知，組成分子式為C_aH_bO₁₂N₁₆S的多肽的氨基酸均含有2個(gè)氧原子，設(shè)該多肽由m個(gè)氨基酸形成，根據(jù)“氧原子數(shù)=各氨基酸中氧原子總數(shù)一脫去水分子數(shù)”可得2m-（m-1）=12，解得m=11個(gè)，所以一分子該多肽水解得到的氨基酸的個(gè)數(shù)是11．
（2）由以上分析知，組成分子式為C_aH_bO₁₂N₁₆S的多肽的四種氨基酸中只有賴氨酸分子中含有2個(gè)氮原子（其它三種氨基酸分子中均含1個(gè)氮原子），設(shè)該多肽中含有n個(gè)賴氨酸，則其它三種氨基酸共有11-n個(gè)，根據(jù)“氮原子數(shù)=各氨基酸中氮原子總數(shù)”可得2n+（11-n）=16，解得n=5個(gè)，所以1分子該多肽水解得到的賴氨酸的個(gè)數(shù)為5．
（3）由以上（1）（2）可知1分子該多肽水解后會(huì)總共得到11個(gè)氨基酸、其中有5個(gè)是賴氨酸，若一分子該多肽水解得到3個(gè)丙氨酸，設(shè)此過程還得到x個(gè)半胱氨酸、y個(gè)苯丙氨酸，則根據(jù)硫原子的數(shù)目可得x=1，根據(jù)N原子數(shù)目可得x+3+2×5+y=16，可解得x=1、y=2，即1個(gè)半胱氨酸、2個(gè)苯丙氨酸；綜合以上可知，一分子該多肽進(jìn)行水解后，會(huì)得到1個(gè)半胱氨酸、3個(gè)丙氨酸、5個(gè)賴氨酸、2個(gè)苯丙氨酸分子，該多肽分子中含有的碳原子數(shù)a=組成該多肽的各氨基酸中碳原子總數(shù)=1×3+3×3+5×6+2×9=60個(gè)．
（4）如果第（3）問成立，則多肽分子中含有的氫原子數(shù)b=組成該多肽的各氨基酸中氫原子總數(shù)-2倍脫水?dāng)?shù)=1×7+3×7+5×14+2×11-2×（11-1）=100個(gè)．
故答案為：
（1）11    
（2）5     
（3）60    
（4）100

點(diǎn)評(píng) 本題結(jié)合某多肽的分子式及4種氨基酸的分子式，考查蛋白質(zhì)的合成--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、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(jì)算是解題的關(guān)鍵．