Question

9．科學家從牛的胰臟中分離出一條由76個氨基酸組成的多肽鏈（Ub）．研究發現Ub在細胞自我監測和去除某些“不適用蛋白質”（即靶蛋白）的機制中扮演著重要角色．如果某個蛋白質被貼上Ub這個標簽，就會被運送到細胞內的蛋白酶體處被水解掉，其過程如圖所示：

請回答下列問題：
（1）Ub由76個氨基酸組成，則它具有個肽鍵，Ub的合成場所是核糖體．若它在小腸中被水解，則下列哪種物質是不可能產生的？D

（2）上圖中所利用的能量（ATP提供）是由細胞呼吸（有氧呼吸）作用提供的．完成此生理作用的細胞器是線粒體，從結構上看它具有雙層膜結構，所以應屬于細胞的生物膜系統，該系統在細胞生命活動中有著重要作用．
（3）若有99個氨基酸（假設它們的平均分子量為100），通過結合形成了一條環狀的多肽鏈，則其相對分子質量比原來減少了1782，此環狀的多肽鏈含氨基的數量最少是0個．若某一多肽鏈由201個氨基酸組成，其分子式為C_xH_yN_aO_bS₂（a＞201，b＞202），并且是由下列5種氨基酸組成的，那么該多肽鏈徹底水解后將會得到賴氨酸、天冬氨酸各多少個？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、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，蛋白質的相對分子質量=氨基酸數目×氨基酸平均相對分子質量一脫去水分子數×18．
3、分析題圖：圖示為Ub作用過程圖解，①過程表示Ub與靶蛋白（“不適用蛋白質”）結合形成Ub-靶蛋白，此過程需要酶和消耗ATP；②過程表示Ub-靶蛋白被蛋白酶體水解，此過程也需要酶和消耗ATP．

解答 解：（1）Ub是一條由76個氨基酸組成的多肽鏈，則其所含肽鍵數目=氨基酸數目-肽鏈數=76-1=75個；肽鏈合成的場所是核糖體；組成蛋白質的氨基酸至少含有一個氨基和一個羧基，且有一個氨基和一個羧基連接在同一個碳原子上，圖中A、B、C中的氨基酸都有一個氨基和一個羧基連接在同一個碳原子上是組成蛋白質的氨基酸，D的氨基和羧基不連在同一個碳原子上，不是組成蛋白質的氨基酸．
（2）動物細胞ATP的來源的來自細胞呼吸，且主要是有氧呼吸，而線粒體是有氧呼吸的主要場所；線粒體是雙膜結構的細胞器，因此屬于細胞的生物膜系統的組成部分．
（3）氨基酸脫水縮合形成環狀肽鏈的過程中脫去的水分子數與氨基酸的數目相同，因此由99個氨基酸形成的該環狀肽鏈的過程中脫去的水分子數=氨基酸數=99個，則其相對分子質量比原來減少了18×99=1782；環狀肽鏈中的游離的氨基酸至少是0；從組成該多肽鏈的五種氨基酸結構可知：五種氨基酸中，只有賴氨酸的R基上有一個-NH₂、只有天冬氨酸R基上有一個-COOH，那么由201個氨基酸縮合的肽鏈就有200個肽鍵，200個N和200個O，加上多肽鏈末端各一個-NH₂和-COOH，共201個N和202個O，多出的-NH₂數為a-201、是賴氨酸的R基上的-NH₂數量，即由201個氨基酸形成的該多肽鏈中含有賴氨酸的數量為a-201個；同理，多出的O數量為B-202個，換算成-COOH數為$\frac{b-202}{2}$、是天冬氨酸R基上的-COOH，即由201個氨基酸形成的該多肽鏈中含有天冬氨酸的數量為$\frac{b-202}{2}$個．
故答案為：
（1）75     核糖體     D
（2）細胞呼吸（有氧呼吸）    線粒體     雙層膜    生物膜系統
（3）1782     0      D

點評 本題結合Ub作用過程圖，考查蛋白質的合成--氨基酸脫水縮合的知識，考生識記組成蛋白質的氨基酸的結構通式、明確氨基酸脫水縮合的過程、掌握氨基酸脫水縮合過程中的相關計算是解題的關鍵．