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，其过程如下图所示：
（1）Ub由76个氨基酸组成，则它具有__________个肽键。它在小肠中被水解时不可能产生下列哪种物质__________。
A． B．
C． D．
（2）如果Ub含有4个谷氨酸（R基为—CH2CH2COOH）、30个赖氨酸（R基为—CH2CH2CH2CH2NH2）和30个甘氨酸（R基为—H），那么Ub至少含有游离氨基__________个，游离羧基__________个；以及Ub最多含有的氨基酸种类为__________种。
（3）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__________，说明了细胞去除某些“不适用蛋白质”的过程需要__________。
（4）某蛋白质由n条肽链组成，相对分子质量为a，如果该蛋白质分子含有的氨基酸个数为c个，则氨基酸的平均相对分子质量是（______）
A．[a+18(c-n)]/c
B．[a-18(c-n)]/c
C．[c-18(c-n)]/a
D．[a+18(c-n)]/a
【答案】75 D 31 5 15 靶蛋白 酶 能量（ATP） ATP A
【解析】本题结合Ub作用过程图，考查组成蛋白质的基本组成单位——氨基酸的特点，氨基酸脱水缩合的相关知识，要求考生识记氨基酸脱水缩合过程，能运用延伸规律进行简单的计算。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。
（1）Ub是一条由76个氨基酸组成的多肽链，则其所含肽键数目＝氨基酸数目－肽链数＝76－1＝75个；组成蛋白质的氨基酸至少含有一个氨基和一个羧基，且都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。
（2）根据题意可知，如果Ub含有30个赖氨酸（R基为—CH2CH2CH2CH2NH2），则Ub的R基中共含有30个游离的氨基，而且Ub的主链上含有一个游离的氨基，所以Ub至少含有游离氨基30＋1＝31个；如果Ub含有4个谷氨酸（R基为—CH2CH2COOH），则Ub的R基中共含有4个游离的羧基，而且Ub的主链上含有一个游离的羧基，所以Ub至少含有游离羧基4＋1＝5个；Ub是一条由76个氨基酸组成的多肽链，Ub除了含有已知的谷氨酸、赖氨酸和甘氨酸这三种氨基酸外，还有76－（4＋30＋30）＝12个未知的氨基酸，所以Ub最多含有的氨基酸种类为12＋3＝15种。
（3）分析题图可知，①过程说明Ub的作用是识别靶蛋白并与靶蛋白结合；据图可知，完成①、②过程需要多种酶和ATP提供能量，说明了细胞去除某些“不适用蛋白质”的过程需要ATP。
（4）某蛋白质由n条肽链组成，相对分子质量为a，如果该蛋白质分子含有的氨基酸个数为c个，设氨基酸的平均相对分子质量为x，则有方程式：该蛋白质的相对分子质量a＝氨基酸总的相对分子质量－脱去的水的相对分子质量＝cx－18(c－n)，解得x＝[a+18(c-n)]/c。因此，A项正确，B、C、D项错误。