Question

17．以色列科學(xué)家阿龍•切哈諾沃、阿夫拉姆•赫什科和美國(guó)科學(xué)家歐文•羅斯，發(fā)現(xiàn)了泛素在細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)降解作用，揭開(kāi)了蛋白質(zhì)“死亡”的重要機(jī)理．
（1）生物體內(nèi)存在著兩類蛋白質(zhì)降解過(guò)程，一種是不需要能量的，比如發(fā)生在消化道中的初步降解，這一過(guò)程只需要蛋白酶參與；另一種則還需要能量，它是一種高效率、針對(duì)性很強(qiáng)的降解過(guò)程．消耗的能量直接來(lái)自于ATP．
（2）細(xì)胞內(nèi)的蛋白質(zhì)處于不斷地降解與更新的過(guò)程中．泛素在其蛋白質(zhì)降解過(guò)程中，起到“死亡標(biāo)簽”的作用，即被泛素標(biāo)記的蛋白質(zhì)將被特異性地識(shí)別并迅速降解，發(fā)生在（細(xì)胞器）溶酶體里，由此可見(jiàn)，細(xì)胞內(nèi)的蛋白質(zhì)降解與消化道內(nèi)的蛋白質(zhì)降解的主要不同點(diǎn)是細(xì)胞內(nèi)降解的蛋白質(zhì)首先必需與泛素結(jié)合．
（3）泛素是一個(gè)由76個(gè)氨基酸組成的多肽鏈，只在細(xì)胞內(nèi)起作用，泛素是在細(xì)胞內(nèi)的游離核糖體中合成的，其合成方式稱為縮合．
（4）今有一多肽，其分子式為C₅₅H₇₀O₁₉N₁₀，已知將它水解后只得到四種氨基酸．問(wèn)：該多肽含10個(gè)氨基酸；該多肽進(jìn)行水解，得到4個(gè)谷氨酸分子和3個(gè)苯丙氨酸分子．

Answer 1

分析 脫水縮合是指一個(gè)氨基酸分子的羧基和另一個(gè)氨基酸分子的氨基相連接，同時(shí)脫出一分子水，所以脫去的水分子中的氫原子來(lái)自氨基和羧基．脫水縮合過(guò)程中的相關(guān)計(jì)算：
（1）脫去的水分子數(shù)=形成的肽鍵個(gè)數(shù)=氨基酸個(gè)數(shù)-肽鏈條數(shù)；
（2）蛋白質(zhì)分子中氧原子數(shù)目=肽鍵數(shù)目+肽鏈數(shù)×2+R基中的氧原子數(shù)．

解答 解：（1）消化道內(nèi)蛋白質(zhì)的初步降解是在蛋白酶的催化作用下進(jìn)行的；ATP是生命活動(dòng)的直接能源物質(zhì)，消耗能量的蛋白質(zhì)的降解過(guò)程中消耗的能量直接來(lái)自ATP．
（2）溶酶體內(nèi)含有多種水解酶，被泛素標(biāo)記的蛋白質(zhì)將被特異性地識(shí)別并迅速降解的過(guò)程是在溶酶體內(nèi)進(jìn)行的．
（3）由題意可知，泛素屬于多肽，并且只在細(xì)胞內(nèi)起作用，因此泛素是在細(xì)胞內(nèi)的游離核糖體中合成的，其合成方式稱為氨基酸的脫水縮合．
（4）分子式為C₅₅H₇₀O₁₉N₁₀水解后只得到4種氨基酸：甘氨酸（C₂H₅NO₂）、丙氨酸（C₃H₇NO₂）、苯丙氨酸（C₉H₁₁NO₂）、谷氨酸（C₅H₉NO₄）水解后的每一個(gè)氨基酸中只有一個(gè)N，說(shuō)明氨基酸的N只存在于氨基中，又因?yàn)榛�合物中的N來(lái)自肽鍵和最后1個(gè)氨基，等于氨基酸數(shù)目，所以是10個(gè)氨基酸縮合而成的．又因?yàn)楣劝彼酧為4個(gè)，其他為2個(gè)，氨基酸含O共19個(gè)加上脫水的9個(gè)，一共28個(gè)，設(shè)谷氨酸為X個(gè)，則4X+2（10-X）=28，得X=4，所以這種化合物C₅₅H₇₀O₁₉N₁₀是由4個(gè)谷氨基酸．
設(shè)甘氨酸、丙氨酸、苯丙氨酸分別為x、y、z個(gè)，根據(jù)C原子和H原子守恒：x+y+z=6；2x+3y+9z+20=55；5x+7y+11z+36=70+18，計(jì)算得到甘氨酸數(shù)為1，丙氨酸數(shù)為2，苯丙氨酸為3．
故答案為：
（1）蛋白酶   ATP
（2）溶酶體   細(xì)胞內(nèi)降解的蛋白質(zhì)首先必需與泛素結(jié)合
（3）游離核糖體 縮合
（4）10    4     3

點(diǎn)評(píng) 本題考查蛋白質(zhì)的相關(guān)知識(shí)，意在考查學(xué)生的識(shí)圖能力和判斷能力，運(yùn)用所學(xué)知識(shí)綜合分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力．