Question

14．2004年諾貝爾化學(xué)獎授予以色列科學(xué)家阿龍•切哈諾沃、阿夫拉姆•赫什科和美國科學(xué)家歐文•羅斯，以表彰他們發(fā)現(xiàn)了泛素在細胞內(nèi)蛋白質(zhì)降解調(diào)節(jié)作用，揭開了蛋白質(zhì)“死亡”的重要機理．
（1）生物體內(nèi)存在著兩類蛋白質(zhì)降解過程，一種是不需要能量的，比如發(fā)生在消化道中的初步降解，這一過程只需要蛋白酶（肽酶）參與；另一種則需要能量，它是一種高效率、針對性很強的降解過程．消耗的能量主要來自于線粒體（填細胞器）．
（2）細胞內(nèi)的蛋白質(zhì)處于不斷地降解與更新的過程中．泛素在其蛋白質(zhì)降解過程中，起到“死亡標簽”的作用，即被泛素標記的蛋白質(zhì)將被特異性地識別并迅速降解，降解過程發(fā)生在溶酶體（細胞器）中．
（3）泛素是一個由76個氨基酸組成的多肽鏈，只在細胞內(nèi)起作用，可見與泛素的合成有關(guān)的細胞器是（游離的）核糖體，其合成方式稱為脫水縮合，76個氨基酸合成泛素之后，分子量減少1350．
（4）今有一化合物，其分子式為C₅₅H₇₀O₁₉N₁₀，已知將它水解后只得到四種氨基酸．問：

該物質(zhì)共含有羧基5個，R基4種；進行水解時需9個水分子，水解后谷氨酸有4個．

Answer 1

分析 1、構(gòu)成蛋白質(zhì)的基本單位是氨基酸，其結(jié)構(gòu)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(xué)鍵是肽鍵，其結(jié)構(gòu)式是-CO-NH-；氨基酸形成多肽過程中的相關(guān)計算：肽鍵數(shù)=脫去水分子數(shù)=氨基酸數(shù)一肽鏈數(shù)，游離氨基或羧基數(shù)=肽鏈數(shù)+R基中含有的氨基或羧基數(shù)，至少含有的游離氨基或羧基數(shù)=肽鏈數(shù)，氮原子數(shù)=肽鍵數(shù)+肽鏈數(shù)+R基上的氮原子數(shù)=各氨基酸中氮原子總數(shù)，氧原子數(shù)=肽鍵數(shù)+2×肽鏈數(shù)+R基上的氧原子數(shù)=各氨基酸中氧原子總數(shù)一脫去水分子數(shù)，蛋白質(zhì)的相對分子質(zhì)量=氨基酸數(shù)目×氨基酸平均相對分子質(zhì)量一脫去水分子數(shù)×18．

解答 解：（1）消化道內(nèi)蛋白質(zhì)的初步降解是在蛋白酶（肽酶）的催化作用下進行的；線粒體是細胞進行有氧呼吸的主要場所，細胞生命活動所需能量的約95%來自該結(jié)構(gòu)，消耗能量的蛋白質(zhì)的降解過程中消耗的能量主要來自線粒體．
（2）溶酶體內(nèi)含有多種水解酶，被泛素標記的蛋白質(zhì)將被特異性地識別并迅速降解的過程是在溶酶體內(nèi)進行的．
（3）泛素是一個由76個氨基酸組成的多肽鏈，只在細胞內(nèi)起作用，可見泛素屬于胞內(nèi)蛋白，是在（游離的）核糖體中經(jīng)脫水縮合形成的，由76個氨基酸合成泛素的過程中的脫水數(shù)=氨基酸數(shù)-肽鏈數(shù)=76-1=75個、其分子量減少75×18=1350．
（4）分析題圖可知分子式為C₅₅H₇₀O₁₉N₁₀的多肽水解后只得到四種氨基酸中，每種氨基酸都只含有1個氨基、只有谷氨酸含有2個羧基，因此由N數(shù)量可知C₅₅H₇₀O₁₉N₁₀是由10個氨基酸脫去9分子水形成的十肽化合物；該化合物水解后得到的R基的種類=氨基酸的種類=4種；由氨基酸的結(jié)構(gòu)通式可知氨基酸的分子簡式是C₂H₄O₂N+R基，因此分子式為C₅₅H₇₀O₁₉N₁₀的十肽中位于R基中的O是19-（20-9）=8個，因此該十肽化合物中有4個R基中含有-COOH（即該化合物中含有4個谷氨酸，每個羧基含有2個氧原子），該十肽化合物中的羧基數(shù)共有4+1=5個．
故答案為：
（1）蛋白酶（肽酶）　線粒體
（2）溶酶體
（3）（游離的）核糖體　脫水縮合　1350
（4）5　4　9　4

點評 本題以2004年諾貝爾化學(xué)獎授予以色列科學(xué)家阿龍•切哈諾沃、阿夫拉姆•赫什科和美國科學(xué)家歐文•羅斯為題材，考查蛋白質(zhì)的合成--氨基酸脫水縮合的知識，考生識記蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能，明確氨基酸脫水縮合的過程和實質(zhì)，掌握氨基酸脫水縮合過程中的相關(guān)計算是解題的關(guān)鍵．