Question

泛素简称Ub蛋白，是一类真核细胞内广泛存在的小分子蛋白质，由一条76个氨基酸组成的多肽链形成，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1所示，请回答下列问题：

（1）据题可知，若一个Ub蛋白分子在小肠中被水解，需消耗_________个水分子，水解后的产物可能会包括图2中的__________。

（2）若有100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4条多肽链的蛋白质，则其相对分子质量为_________，含 氨基的数量最少是_________个。

（3）若某一多肽链由208个氨基酸组成，其分子式为C_xH_yN_aO_bS₂ (a>208，b>209)，并且是由如图3中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_________个，天冬氨酸_________个。

Answer

75 A、B、C 8272 4 a-208 (b-209)/2

【解析】

1、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。
2、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。
3、合成蛋白质要经过氨基酸的脱水缩合；蛋白质的分子量=氨基酸的平均分子量×氨基酸分子数-水分子量x脱去水分子数；脱去水分子数=肽键数=氨基酸分子数-肽链数；至少氨基或羧基数=肽链数。

（1）Ub是一条由76个氨基酸组成的多肽链，则其水解所需水分子数=其所含肽键数目=氨基酸数目-肽链数=76-1=75个；其水解产物是氨基酸，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，ABC正确，D错误。故选ABC。

（2）若有100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4条多肽链的蛋白质，形成的肽键数=氨基酸数-肽链数=100-4=96，则其相对分子质量=100×100-18×96=8272，含氨基的数量最少等于肽链数，即4个。

（3）从组成多肽链的五种氨基酸结构可知：赖氨酸R基上有一个-NH2，天门冬氨酸R基上有一个-COOH，那么由208个氨基酸缩合的肽链就有207个肽键，207个N和207个O，加上多肽链末端各一个-NH2和-COOH，共208个N和209个O，多出的-NH2数为a-208，是赖氨酸的R基上的-NH2数量；同理，多出的O数量为b-208个，换算成-COOH数为（b-209）/2个，即为天门冬氨酸的数量。