Question

15．牛胰核糖核酸酶由一條多肽鏈構(gòu)成，包含8個(gè)帶巰基（-SH）的半胱氨酸，脫氫后形成4對(duì)二硫鍵（-S-S-）．形成下圖所示結(jié)構(gòu)時(shí)，該酶具有生物活性．圖中圓圈表示氨基酸，序號(hào)表示氨基酸的個(gè)數(shù)，半胱氨酸縮寫為“半胱”，其它氨基酸的標(biāo)注略．
請(qǐng)回答問(wèn)題：
（1）牛胰核糖核酸酶中的肽鍵數(shù)量為123個(gè)．
（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(shí)處理該酶，會(huì)使其失去活性．若去除β-巰基乙醇只保留尿素時(shí)，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(gè)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(shí)，可以重新形成氫鍵，該酶活性能恢復(fù)到90%左右，說(shuō)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(qiáng)．
（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(jìn)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(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-．
3、現(xiàn)有8個(gè)半胱氨酸形成二硫鍵，先選2個(gè)半胱氨酸形成二硫鍵，則形成第一個(gè)二硫鍵的可能性有7種可能．由此類推，形成第二個(gè)二硫鍵的概率為5種可能、形成第三個(gè)二硫鍵的概率為3種可能、形成第四個(gè)二硫鍵的概率為1種，則8個(gè)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(gè)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(gè)．
（2）現(xiàn)有8個(gè)半胱氨酸形成二硫鍵，先選2個(gè)半胱氨酸形成二硫鍵，則形成第一個(gè)二硫鍵的可能性有7種可能．由此類推，形成第二個(gè)二硫鍵的概率為5種可能、形成第三個(gè)二硫鍵的概率為3種可能、形成第四個(gè)二硫鍵的概率為1種，則8個(gè)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(shí)，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(shí)，可以重新形成氫鍵，該酶活性能恢復(fù)到90%左右，說(shuō)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(qiáng)．
（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(gè)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(qiáng)
（3）氨基酸序列

點(diǎn)評(píng) 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(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(guò)程、掌握氨基酸脫水縮合過(guò)程中的相關(guān)計(jì)算是解題的關(guān)鍵．