Question

7．胰島素是一種蛋白質(zhì)分子，它含有α、β兩條肽鏈，α鏈含有21個(gè)氨基酸，β鏈含有30個(gè)氨基酸，兩條多肽鏈間通過(guò)兩個(gè)二硫鍵（兩個(gè)-SH脫去H后由-S-S-連接而成）連接，在α鏈上也形成一個(gè)二硫鍵．如圖為胰島素的平面結(jié)構(gòu)示意圖，根據(jù)以上材料回答下列問(wèn)題：
（1）胰島素分子中含有肽鍵49個(gè)，肽鍵可表示為-CO-NH-．從理論上分析，胰島素分子至少有“-NH₂”和“-COOH”分別是2、2個(gè)，這51個(gè)氨基酸分子先在胰腺細(xì)胞的核糖體上經(jīng)脫水縮合方式形成兩條肽鏈，最后形成具有結(jié)構(gòu)的胰島素，相對(duì)分子質(zhì)量比原來(lái)減少了888．決定胰島素合成的基因至少需要153個(gè)堿基對(duì)，所轉(zhuǎn)錄的mRNA至少有51個(gè)遺傳密碼．
（2）人體中胰島素的含量過(guò)低，會(huì)導(dǎo)致相應(yīng)的疾病，其治療時(shí)胰島素不能口服，只能注射，原因是口服會(huì)使胰島素分解，失去效用．

Answer 1

分析 脫水縮合是指一個(gè)氨基酸分子的羧基和另一個(gè)氨基酸分子的氨基相連接，同時(shí)脫出一分子水．脫水縮合過(guò)程中的相關(guān)計(jì)算：
（1）脫去的水分子數(shù)=形成的肽鍵個(gè)數(shù)=氨基酸個(gè)數(shù)-肽鏈條數(shù)；
（2）蛋白質(zhì)分子至少含有的氨基數(shù)或羧基數(shù)，應(yīng)該看肽鏈的條數(shù)，有幾條肽鏈，則至少含有幾個(gè)氨基或幾個(gè)羧基；
（3）蛋白質(zhì)分子量=氨基酸分子量×氨基酸個(gè)數(shù)-水的個(gè)數(shù)×18．

解答 解：（1）由題意可知，胰島素分子含有51個(gè)氨基酸，2條肽鏈，則該胰島素分子中含有肽鍵數(shù)目=氨基酸數(shù)目-肽鏈條數(shù)=51-2=49個(gè)．肽鍵的化學(xué)結(jié)構(gòu)為-CO-NH-．蛋白質(zhì)分子至少含有的氨基數(shù)或羧基數(shù)，應(yīng)該看肽鏈的條數(shù)，有幾條肽鏈，則至少含有幾個(gè)氨基或幾個(gè)羧基，因此該蛋白質(zhì)分子至少含有2個(gè)氨基和2羧基．由于51個(gè)氨基酸形成胰島素的過(guò)程中脫去49個(gè)水，同時(shí)還有3個(gè)二硫鍵中的6個(gè)氫，所以這51個(gè)氨基酸形成胰島素后，相對(duì)分子質(zhì)量比原來(lái)51個(gè)氨基酸的總分子量減少了18×49+1×6=888；決定胰島素合成的基因至少需要基因中的堿基個(gè)數(shù)=氨基酸數(shù)×6=51×6═306個(gè)，即至少需要153個(gè)堿基對(duì)，轉(zhuǎn)錄該蛋白質(zhì)的信使RNA至少含有的遺傳密碼等于氨基酸數(shù)目，即51個(gè)．
（2）胰島素的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)，如果口服就會(huì)被分解從而失去胰島素的功能，所以只能注射不能口服．
故答案為：
（1）49-CO-NH-2   2   888    153    51    
（2）口服會(huì)使胰島素分解，失去效用

點(diǎn)評(píng) 本題結(jié)合結(jié)晶牛胰島素的平面結(jié)構(gòu)示意圖，考生蛋白質(zhì)合成--氨基酸脫水縮合，要求考生識(shí)記脫水縮合的概念，掌握氨基酸脫水縮合的過(guò)程及相關(guān)計(jì)算，能運(yùn)用其延伸規(guī)律結(jié)合圖中信息答題．