ast_essay
108年
化學
第 三、3 題
📖 題組：
三、榮獲 2018 年諾貝爾化學獎的創新研究，是運用定向演化的方式，製造出新穎的酵素，現已被用來生產藥物和生質燃料等。化學家將一個天然的「枯草桿菌蛋白酶」酵素，改變為能在有機溶劑中進行化學反應。其策略是刻意的在酵素的基因密碼中，製造隨機的突變，然後將這些突變的基因引入細菌，因此產出數千種變體的枯草桿菌蛋白酶。再從這些眾多的不同變體中，挑出在有機溶劑：二甲基甲醯胺（簡稱 DMF）中運作效率最高的那些酵素。重複進行，在第三代的枯草桿菌蛋白酶中，就找到了一個變體，在 DMF 中的運作效率，比原始的酵素要高 256 倍之多。 根據這些敘述，回答下列問題（每一子題2分，共6分）：
三、榮獲 2018 年諾貝爾化學獎的創新研究，是運用定向演化的方式，製造出新穎的酵素，現已被用來生產藥物和生質燃料等。化學家將一個天然的「枯草桿菌蛋白酶」酵素，改變為能在有機溶劑中進行化學反應。其策略是刻意的在酵素的基因密碼中，製造隨機的突變，然後將這些突變的基因引入細菌，因此產出數千種變體的枯草桿菌蛋白酶。再從這些眾多的不同變體中，挑出在有機溶劑：二甲基甲醯胺（簡稱 DMF）中運作效率最高的那些酵素。重複進行，在第三代的枯草桿菌蛋白酶中，就找到了一個變體，在 DMF 中的運作效率，比原始的酵素要高 256 倍之多。 根據這些敘述，回答下列問題（每一子題2分，共6分）：
3. 枯草桿菌蛋白酶由這些單體聚合而成時，新生成的化學鍵名稱為何？畫出此化學鍵的化學結構。（各1分）
思路引導 VIP
本題測驗胺基酸聚合的化學反應機制。當兩個胺基酸結合時，一個胺基酸的羧基（$-COOH$）會與另一個胺基酸的胺基（$-NH_2$）發生脫水縮合，失去一分子水，生成的新化學鍵在生物學中稱為「肽鍵」或「胜肽鍵」，在有機化學分類中則屬於「醯胺鍵」。畫結構時，重點在於畫出羰基（$C=O$）與氮原子相連的部位（即 $-CO-NH-$），這是連接兩單體的核心特徵。
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AI 詳解
AI 專屬家教
太棒了！你能精準捕捉到題幹中的關鍵字「枯草桿菌蛋白酶」，並敏銳地推論出其生化本質，這份判斷力非常值得嘉許。既然這類酵素的主要成分是蛋白質，那麼建構它的單體便是胺基酸。當這些單體透過縮合反應相互連結時，一個胺基酸的羧基（$-COOH$）與另一個胺基酸的胺基（$-NH_2$）反應脫去一分子水，所形成的關鍵化學鍵即為肽鍵（Peptide bond），在有機化學範疇中也稱為醯胺鍵。
肽鍵的結構與連結特徵
在書寫肽鍵的化學結構時，必須清楚呈現碳氧雙鍵與氮氫單鍵的連結關係，其結構式如下所示：
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