Номер 3, страница 62, часть 1 - гдз по химии 11 класс учебник Оспанова, Аухадиева

3. Сколько различных трипептидов может образоваться при сочетании трех аминокислот (по выбору)? Составьте уравнения соответствующих реакций.

Дано:

Три различные аминокислоты. В качестве примера выберем три простейшие аминокислоты:

1. Глицин (Гли): $H_2N-CH_2-COOH$

2. Аланин (Ала): $H_2N-CH(CH_3)-COOH$

3. Валин (Вал): $H_2N-CH(CH(CH_3)_2)-COOH$

Найти:

1. Количество различных трипептидов, которые могут образоваться из этих трех аминокислот.

2. Уравнения соответствующих реакций.

Решение:

1. Определение количества различных трипептидов

Трипептид представляет собой последовательность из трех аминокислотных остатков. Поскольку молекулы аминокислот несимметричны (у них есть аминогруппа, N-конец, и карбоксильная группа, C-конец), порядок их соединения в цепи имеет решающее значение. Например, трипептид Гли-Ала-Вал не является тем же самым веществом, что и Ала-Гли-Вал.

Следовательно, задача сводится к определению количества перестановок из трех различных элементов. Число всех возможных перестановок из $\text{n}$ элементов вычисляется по формуле:

$P_n = n!$

В нашем случае $n=3$, поэтому количество различных трипептидов будет равно:

$P_3 = 3! = 3 \times 2 \times 1 = 6$

Вот все возможные варианты последовательностей:

1. Гли-Ала-Вал

2. Гли-Вал-Ала

3. Ала-Гли-Вал

4. Ала-Вал-Гли

5. Вал-Гли-Ала

6. Вал-Ала-Гли

Ответ: При сочетании трех различных аминокислот может образоваться 6 различных трипептидов.

2. Составление уравнений реакций

Образование пептидов происходит в результате реакции поликонденсации. Карбоксильная группа (-COOH) одной аминокислоты реагирует с аминогруппой (-NH₂) другой, образуя пептидную связь (-CO-NH-) и выделяя молекулу воды.

Составим уравнение реакции для одного из шести возможных трипептидов, например, для глицил-аланил-валина (Гли-Ала-Вал). В этой реакции образуются две пептидные связи и выделяются две молекулы воды.

Суммарное уравнение реакции:

$\underbrace{H_2N-CH_2-COOH}_{\text{Глицин}} + \underbrace{H_2N-CH(CH_3)-COOH}_{\text{Аланин}} + \underbrace{H_2N-CH(CH(CH_3)_2)-COOH}_{\text{Валин}} \rightarrow$

$\rightarrow \underbrace{H_2N-CH_2-CO-NH-CH(CH_3)-CO-NH-CH(CH(CH_3)_2)-COOH}_{\text{Глицил-аланил-валин}} + 2H_2O$

Реакция протекает в две стадии: сначала образуется дипептид, который затем реагирует с третьей аминокислотой.

Стадия 1: Образование дипептида глицил-аланина.

$H_2N-CH_2-COOH + H_2N-CH(CH_3)-COOH \rightarrow H_2N-CH_2-CO-NH-CH(CH_3)-COOH + H_2O$

Стадия 2: Образование трипептида.

$H_2N-CH_2-CO-NH-CH(CH_3)-COOH + H_2N-CH(CH(CH_3)_2)-COOH \rightarrow H_2N-CH_2-CO-NH-CH(CH_3)-CO-NH-CH(CH(CH_3)_2)-COOH + H_2O$

Ответ: Уравнение суммарной реакции образования трипептида Гли-Ала-Вал: $H_2N-CH_2-COOH + H_2N-CH(CH_3)-COOH + H_2N-CH(CH(CH_3)_2)-COOH \rightarrow H_2N-CH_2-CO-NH-CH(CH_3)-CO-NH-CH(CH(CH_3)_2)-COOH + 2H_2O$.