Question

【題目】牛胰核糖核酸酶由一條多肽鏈構成，包含8個帶巰基（－SH）的半胱氨酸，脫氫后形成4對二硫鍵（－S－S－）。形成下圖所示結構時，該酶具有生物活性。圖中圓圈表示氨基酸，序號表示氨基酸的個數，半胱氨酸縮寫為“半胱”，其它氨基酸的標注略。

請回答問題：

（1）牛胰核糖核酸酶中的肽鍵數量為_________個

（2）牛胰核糖核酸酶中的游離氨基至少有______個。

（3）該酶維持空間結構，需要氫鍵和二硫鍵共同作用。科學家發現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處理該酶，會使其失去活性。若去除β-巰基乙醇只保留尿素時，該酶活性僅恢復到1%左右，若去除尿素只保留β-巰基乙醇時，可以重新形成氫鍵，該酶活性能恢復到90%左右，說明在維持該酶空間結構的因素中，氫鍵比二硫鍵的作用______。

（4）從蛋白質多樣性角度分析，______決定了蛋白質分子中氫鍵和二硫鍵的位置，使蛋白質具有特定的空間結構，進而決定其生物活性。

（5）將牛胰核糖核酸酶加熱處理后，先加入雙縮脲A液，溶液呈___________色，加入雙縮脲B液后，溶液呈___________色。使用時___________（填是/否）需要水浴加熱。

Answer 1

【答案】123 1 強 （多肽連上）氨基酸的排序 無 紫 否

【解析】

1、構成蛋白質的基本單位是氨基酸，其結構通式是，即每種氨基酸分子至少都含有一個氨基和一個羧基，且都有一個氨基和一個羧基連接在同一個碳原子上，這個碳原子還連接一個氫和一個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氨基酸分子的羧基（-COOH ）和另一個氨基酸分子的氨基（-NH2）相連接，同時脫出一分子水的過程；連接兩個氨基酸的化學鍵是肽鍵，其結構式是-CO-NH-；氨基酸形成多肽過程中的相關計算：肽鍵數=脫去水分子數=氨基酸數一肽鏈數，游離氨基或羧基數=肽鏈數+R基中含有的氨基或羧基數，至少含有的游離氨基或羧基數=肽鏈數。
3、蛋白質結構多樣性的直接原因：構成蛋白質的氨基酸的種類、數目、排列順序和肽鏈的空間結構千差萬別。
4、分析題圖：題圖是牛胰核糖核酸酶結構示意圖，圖中圓圈表示氨基酸，序號表示氨基酸的個數，分析題圖可知該牛胰核糖核酸酶是由124個氨基酸形成的、含有一條肽鏈的蛋白質。

（1）牛胰核糖核酸酶的化學本質是蛋白質，是在牛胰腺細胞的核糖體中經脫水縮合形成的，肽鍵是由一個氨基酸分子的羧基和另一個氨基酸分子的氨基相連接，同時脫出一分子水后形成的，該化合物中含有的肽鍵數量=氨基酸數-肽鏈數=124-1=123個。

（2）牛胰核糖核酸酶由一條多肽鏈構成，所以游離氨基至少有1個。

（3）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處理該酶，會使該酶中的二硫鍵和氫鍵均被破壞，但構成該酶的氨基酸組成，種類數量及排列順序均沒有發生變化；若去除β-巰基乙醇只保留尿素時，可以重新形成二硫鍵，該酶活性僅恢復到1%左右；若去除尿素只保留β-巰基乙醇時，可以重新形成氫鍵，該酶活性能恢復到90%左右，說明在維持該酶空間結構的因素中，氫鍵比二硫鍵的作用強。

（4）牛胰核糖核酸酶包含8個帶巰基（－SH）的半胱氨酸，脫氫后形成4對二硫鍵（－S－S－），使蛋白質盤曲折疊，所以氨基酸的排序決定了蛋白質分子中氫鍵和二硫鍵的位置，使蛋白質具有特定的空間結構，進而決定其生物活性。

（5）將牛胰核糖核酸酶加熱處理后，蛋白質變性，空間結構被破壞，但肽鍵沒變，先加入雙縮脲A液（氫氧化鈉），溶液呈無色，加入雙縮脲B液（硫酸銅）后，溶液呈紫色。雙縮脲試劑使用時不需要水浴加熱。