Question

9．某细菌能产生一条“毒性肽”，其分子式是C₅₅H₇₀O₁₉N₁₀，将它彻底水解后只能得到下列四种氨基酸：

（1）该多肽是十肽化合物，连接相邻两个氨基酸之间的化学键的结构式是-CO-NH-．上述4种氨基酸的结构通式表示为．氨基酸脱水缩合形成该“毒性肽”的过程中，相对分子质量减少了162，水分子中的氧原子来自氨基酸的羧基．
（2）该多肽进行水解，需9个水分子参与，得到4个谷氨酸分子，3个苯丙氨酸分子．这些氨基酸在结构上的共同特点是都至少含有一个-NH₂和一个-COOH，且都连在同一个C上．
（3）由题中提及的四种氨基酸按一定数量混合后，在适宜条件下，脱水缩合后形成的含四个肽键的分子最多有4⁵种．
（4）实验中，检测到某一多肽含20个¹⁵N，则该多肽最多有19个肽键．
（5）鉴定某组织中存在蛋白质时，向组织样液中加入双缩脲试剂的正确方法是先加A液1mL，摇匀，再加B液4滴，摇匀．其中双缩脲试剂B液的量只有4滴，而不能过量，是因为双缩脲试剂B液过多，则会引起Cu²⁺（或Cu（OH）₂）过多而掩盖生成的紫色．

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、氨基酸在核糖体中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（-COOH ）和另一个氨基酸分子的氨基（-NH₂）相连接，同时脱出一分子水的过程；连接两个氨基酸的化学键是肽键，其结构式是-CO-NH-；氨基酸形成多肽过程中的相关计算：肽键数=脱去水分子数=氨基酸数一肽链数，氮原子数=肽键数+肽链数+R基上的氮原子数=各氨基酸中氮原子总数，氧原子数=肽键数+2×肽链数+R基上的氧原子数=各氨基酸中氧原子总数一脱去水分子数，蛋白质的相对分子质量=氨基酸数目×氨基酸平均相对分子质量一脱去水分子数×18．
3、蛋白质结构多样性的直接原因：构成蛋白质的氨基酸的种类、数目、排列顺序和肽链的空间结构千差万别．
4、蛋白质中含有肽键，可与双缩脲试剂作用产生紫色反应．
5、分析题图：题图是分析分子式是C₅₅H₇₀O₁₉N₁₀的“毒性肽”彻底水解后得到的四种氨基酸，在甘氨酸（C₂H₅NO₂）、丙氨酸（C₃H₇NO₂）、苯丙氨酸（C₉H₁₁NO₂）、谷氨酸（C₅H₉NO₄）中，每种氨基酸分子都只含有1个氮原子，只有谷氨酸每分子含有4个氧原子、其它三种氨基酸每分子均含有2个氧原子．

解答 解：（1）分子式是C₅₅H₇₀O₁₉N₁₀的多肽彻底水解得到的四种氨基酸均只含有一个氨基（1个N原子），根据多肽的分子式中含有十个N可推测出该多肽是十肽，即该多肽链彻底水解后将会得到氨基酸10个，连接相邻两个氨基酸之间的化学键的肽键，肽键的结构式是-CO-NH-；上述4种氨基酸的结构通式可表示为；氨基酸脱水缩合形成该“毒性肽”的过程中的脱水数=氨基酸数-肽链数=10-1=9个，其相对分子质量减少9×18=162，水分子中的氧原子来自氨基酸的羧基．
（2）该多肽为十肽，含有肽键数=氨基酸数-肽链数=10-1=9个，所以该多肽进行水解，需9个水分子参与；设每分子该多肽彻底水解后得到以上四种氨基酸（甘氨酸、丙氨酸、苯丙氨酸、谷氨酸）的个数分别是a、b、c、d，分别根据C、H、N、O守恒可得：2a+3b+9c+5d=55、5a+7b+11c+9d=70+9×2=88、a+b+c+d=10、2a+2b+2c+4d=19+9，解得c=3、d=4，即3个苯丙氨酸分子、4个谷氨酸分子；由氨基酸的结构通式可知，氨基酸在结构上的共同特点是每种氨基酸都至少有一个氨基和一个羧基，并且都有一个氨基和一个羧基连在同一个碳原子上．
（3）由题中提及的四种氨基酸按一定数量混合后，在适宜条件下，脱水缩合后形成的含四个肽键（含5个氨基酸）的分子（五肽）最多有4×4×4×4×4×4=4⁵种．
（4）由氨基酸的通式可知每个氨基酸最少含有一个N，实验中，检测到某一多肽含20个¹⁵N，则该多肽最多由20个氨基酸形成，含有最多的肽键数=氨基酸数-肽链数=20-1=19个．
（5）双缩脲试剂的使用，应先加A液（试剂0.1g/mlNaOH），造成碱性环境，再加B液（试剂0.01g/mlGuSO₄），鉴定某组织中存在蛋白质时，向组织样液中加入双缩脲试剂的正确方法是先加A液1mL，摇匀，再加B液4滴，摇匀；其中双缩脲试剂B液的量只有4滴，而不能过量，是因为双缩脲试剂B液过多，则会引起Cu²⁺（或Cu（OH）₂）过多而掩盖生成的紫色．
故答案为：
（1）十-CO-NH-     162       羧
（2）9    4    3        都至少含有一个-NH₂和一个-COOH，且都连在同一个C上
（3）4⁵   
（5）20
（5）A液       B液       Cu²⁺（或Cu（OH）₂）

点评 本题结合分子式是C₅₅H₇₀O₁₉N₁₀的多肽彻底水解后得到的四种氨基酸的结构式，考查蛋白质的合成--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和双缩脲试剂鉴定蛋白质的原理、掌握氨基酸脱水缩合过程中的相关计算是解题的关键．