Question

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___________，若它在小肠中被水解，则下列哪种物质不可能产生？____________。

（2）如果靶蛋白不与Ub结合，便不能被蛋白酶体水解。①过程说明Ub的作用是识别________并与之结合；完成①、②过程需要的主要条件是_________和__________。

（3）上图中所利用的ATP是由_________作用提供的。完成此生理作用的细胞器是____________。

（4）若有99个氨基酸（假设它们的平均分子量为100），通过结合形成了含有2条多肽链的蛋白质，则其相对分子质量比原来减少了__________，含氨基的数量最少是__________个。

（5）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？________________。

A．a-202、b-202                 B．a-202、（b-202）/2 

C．a-201、（b-201）/2             D．a-201、（b-202）/2

Answer

（1）75 核糖体 D

（2）靶蛋白 多种酶 ATP提供能量

（3）细胞呼吸 线粒体

（4）1746 2

（5）D

【解析】（1）Ub具有的肽键数＝氨基酸总数－肽链数＝76－1＝75个；Ub是氨基酸经脱水缩合作用合成的多肽链，合成产所是核糖体；构成蛋白质的氨基酸的结构特点是每种氨基酸分子至少都含有一个氨基和一个羧基，并且都有一个氨基和一个羧基连接在同一个碳原子上。所以D项符合题意。

（2）①过程说明Ub的作用是识别靶蛋白并与之结合；据图分析可知，完成①、②过程需要的主要条件是多种酶和ATP提供能量。

（3）图中所利用的ATP是由细胞呼吸作用提供的；完成有氧呼吸的细胞器是线粒体。

（4）同形成该蛋白质的各氨基酸分子相对分子质量总和相比，该多肽链在形成过程中，相对分子质量减少量＝脱去水的相对分子质量＝（99－2）×18＝1746；一条多肽链中至少含有1个游离的氨基，该蛋白质含有2条多肽链，所以2个。

（5）从组成多肽链的五种氨基酸结构可知：赖氨酸的R基上有一个-NH2，天门冬氨酸的R基上有一个-COOH，所以可分别以N原子数和O原子数为突破口解题。由201个氨基酸缩合的肽链有200个肽键，即有200个N原子和200个O原子，加上多肽链末端各一个-NH2和-COOH，则该多肽链主链上共有201个N原子和202个O原子，那么多出的-NH2数为（a－201）个，就是赖氨酸的R基上的-NH2数量，即赖氨酸的个数；同理，多出的O原子数量为（b-202）个，换算成-COOH数为（b-202）/2个，即为天门冬氨酸的数量。因此，D项正确，A、B、C项错误。

【考点定位】蛋白质的结构和功能、细胞呼吸

【名师点睛】1．蛋白质形成过程中的相关计算

（1）蛋白质相对分子质量、氨基酸数、肽链数、肽键数和失去水分子数的关系：

①肽键数＝失去水分子数＝氨基酸数－肽链数。

②蛋白质相对分子质量＝氨基酸数目×氨基酸平均相对分子质量－脱去水分子数×18。

（2）蛋白质中游离氨基或羧基数目的计算：

①至少含有的游离氨基或羧基数＝肽链数。

②游离氨基或羧基数目＝肽链数＋R基中含有的氨基或羧基数。

（3）假设氨基酸的平均相对分子质量为a，由n个氨基酸分别形成1条肽链或m条肽链：

形成肽链数

形成肽键数

脱去水分子数

氨基数目

羧基数目

多肽相对分子质量

1

n－1

n－1

至少1个

至少1个

na－18（n－1）

m

n－m

n－m

至少m个

至少m个

na－18（n－m）

2．利用原子守恒法计算肽链中的原子数

在一个氨基酸中，若不考虑R基，至少含有2个碳原子、2个氧原子、4个氢原子和1个氮原子。氨基酸在脱水缩合形成多肽时，要失去部分水分子，但是碳原子、氮原子的数目不会减少。

（1）碳原子数＝氨基酸分子数×2＋R基上的碳原子数；

（2）氢原子数＝各氨基酸中氢原子的总数－脱去的水分子数×2；

（3）氧原子数＝各氨基酸中氧原子的总数－脱去的水分子数；

（4）氮原子数＝肽键数＋肽链数＋R基上的氮原子数＝各氨基酸中氮原子的总数；

（5）由于R基上的碳原子数不好确定，且氢原子数较多，因此以氮原子数或氧原子数为突破口，计算氨基酸的分子式或氨基酸个数最为简便。