Question

3．某致病细菌分泌的外毒素，无色，细针状结晶，对小鼠和人体有很强的毒性，可引起流涎、呕吐、便血、痉挛等，以致死亡．该外毒素结构式如图所示：

 （1）该化合物中含有0个游离的氨基，含有7个肽键．
（2）该化合物是由7个氨基酸组成的，请写出这些氨基酸的结构通式．
（3）填写虚线框内结构的名称：A．肽键，B．R基．（从氨基酸结构通式的角度讲）
（4）组成该化合物的氨基酸有5种，其中有3个氨基酸的R基相同，这个R基是-CH₃．
（5）某条肽链，其分子式为C_aH_bN_cO_dS，并且是由下列五种氨基酸组成的，其中含有e个赖氨酸残基：那么将该多肽彻底水解后将会得到$\frac{d-c+e-1}{2}$个天门冬氨酸（结果可含分子式中的未知数）．

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，游离氨基或羧基数=肽链数+R基中含有的氨基或羧基数，至少含有的游离氨基或羧基数=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、分析题图：题图是某致病细菌分泌的外毒素的结构简式，其中A的结构简式为-C0-NH-、是氨基酸脱水缩合过程中形成的肽键，图中该物质含有7个肽键；B表示R基，图中的R基共7个，因此是由7个氨基酸脱水缩合形成的环状七肽．

解答 解：（1）氨基、肽键的结构式分别为-NH₂、-CO-NH-，分析该化合物结构式可知，该化合物中不含游离的氨基，含有7个肽键．
（2）图中该化合物中含有R基共7个，因此是由7个氨基酸脱水缩合形成的环状七肽，氨基酸的结构通式是．
（3）图中的A是肽键，B是R基．
（4）观察发现这7个氨基酸中有3个氨基酸的R基团都是-CH₃，其余4个氨基酸的R基团都不相同，因此该化合物中的氨基酸共有5种．
（5）分析该肽链水解形成的几种氨基酸可知，赖氨酸含有2个氨基，因此e个赖氨酸残基中的N原子是2e个，该肽链中氨基酸的个数是c-2e+e=c-e个，又知天门冬氨酸含有两个羧基，因此每个天门冬氨酸中含有4个氧原子，设天门冬氨酸数目为X，根据氨基酸脱水缩合反应可得关系式：d=4X+2（c-e-X）-（c-e-1），解得：X=$\frac{d-c+e-1}{2}$个，所以将该多肽彻底水解后将会得到$\frac{d-c+e-1}{2}$ 个天门冬氨酸．
故答案为：
（1）0　　 7
（2）7    　
（3）肽键　R基
（4）5　3-CH₃　   
（5）$\frac{d-c+e-1}{2}$

点评 本题以外毒素为素材，结合外毒素结构式，考查蛋白质合成--氨基酸脱水缩合的知识，考生识记氨基酸的结构通式及特点，掌握氨基酸脱水缩合的过程，能根据外毒素结构式判断其中氨基酸数目、种类及肽键的数目是解题的关键．