Question

9．科学家从牛的胰脏中分离出一条由76个氨基酸组成的多肽链（Ub）．研究发现Ub在细胞自我监测和去除某些“不适用蛋白质”（即靶蛋白）的机制中扮演着重要角色．如果某个蛋白质被贴上Ub这个标签，就会被运送到细胞内的蛋白酶体处被水解掉，其过程如图所示：

请回答下列问题：
（1）Ub由76个氨基酸组成，则它具有个肽键，Ub的合成场所是核糖体．若它在小肠中被水解，则下列哪种物质是不可能产生的？D

（2）上图中所利用的能量（ATP提供）是由细胞呼吸（有氧呼吸）作用提供的．完成此生理作用的细胞器是线粒体，从结构上看它具有双层膜结构，所以应属于细胞的生物膜系统，该系统在细胞生命活动中有着重要作用．
（3）若有99个氨基酸（假设它们的平均分子量为100），通过结合形成了一条环状的多肽链，则其相对分子质量比原来减少了1782，此环状的多肽链含氨基的数量最少是0个．若某一多肽链由201个氨基酸组成，其分子式为C_xH_yN_aO_bS₂（a＞201，b＞202），并且是由下列5种氨基酸组成的，那么该多肽链彻底水解后将会得到赖氨酸、天冬氨酸各多少个？D．

A．a-202、b-202             B．a-202、$\frac{b-202}{2}$
C．a-201、$\frac{b-201}{2}$          D．a-201、$\frac{b-202}{2}$．

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，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：图示为Ub作用过程图解，①过程表示Ub与靶蛋白（“不适用蛋白质”）结合形成Ub-靶蛋白，此过程需要酶和消耗ATP；②过程表示Ub-靶蛋白被蛋白酶体水解，此过程也需要酶和消耗ATP．

解答 解：（1）Ub是一条由76个氨基酸组成的多肽链，则其所含肽键数目=氨基酸数目-肽链数=76-1=75个；肽链合成的场所是核糖体；组成蛋白质的氨基酸至少含有一个氨基和一个羧基，且有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上，图中A、B、C中的氨基酸都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上是组成蛋白质的氨基酸，D的氨基和羧基不连在同一个碳原子上，不是组成蛋白质的氨基酸．
（2）动物细胞ATP的来源的来自细胞呼吸，且主要是有氧呼吸，而线粒体是有氧呼吸的主要场所；线粒体是双膜结构的细胞器，因此属于细胞的生物膜系统的组成部分．
（3）氨基酸脱水缩合形成环状肽链的过程中脱去的水分子数与氨基酸的数目相同，因此由99个氨基酸形成的该环状肽链的过程中脱去的水分子数=氨基酸数=99个，则其相对分子质量比原来减少了18×99=1782；环状肽链中的游离的氨基酸至少是0；从组成该多肽链的五种氨基酸结构可知：五种氨基酸中，只有赖氨酸的R基上有一个-NH₂、只有天冬氨酸R基上有一个-COOH，那么由201个氨基酸缩合的肽链就有200个肽键，200个N和200个O，加上多肽链末端各一个-NH₂和-COOH，共201个N和202个O，多出的-NH₂数为a-201、是赖氨酸的R基上的-NH₂数量，即由201个氨基酸形成的该多肽链中含有赖氨酸的数量为a-201个；同理，多出的O数量为B-202个，换算成-COOH数为$\frac{b-202}{2}$、是天冬氨酸R基上的-COOH，即由201个氨基酸形成的该多肽链中含有天冬氨酸的数量为$\frac{b-202}{2}$个．
故答案为：
（1）75     核糖体     D
（2）细胞呼吸（有氧呼吸）    线粒体     双层膜    生物膜系统
（3）1782     0      D

点评 本题结合Ub作用过程图，考查蛋白质的合成--氨基酸脱水缩合的知识，考生识记组成蛋白质的氨基酸的结构通式、明确氨基酸脱水缩合的过程、掌握氨基酸脱水缩合过程中的相关计算是解题的关键．