Question

【題目】人 t-PA 蛋白能高效溶解血纖維蛋白凝聚的血栓。用傳統基因工程生產的t-PA給心梗患者大劑量注射卻會誘發顱內出血，原因在于其與血纖維蛋白結合的特異性低，但若將其第84位的半胱氨酸換成絲氨酸，就能顯著降低出血副作用。據此，科學家對人t-PA 基因進行序列改造，再采取傳統的基因工程方法表達該突變基因，制造出了高性能的t-PA 突變蛋白。

（1）人 t-PA 基因第84位半胱氨酸的模板鏈堿基序列為ACA。絲氨酸的密碼子為UCU，突變基因中對應該氨基酸密碼子的堿基序列應設計為______。

（2）上述獲得突變目的基因的基本途徑是 ___。

（3）如圖所示 t-PA 突變基因、質粒，用__________限制酶切開該質粒較好。

（4）將相應的重組質粒導入大腸桿菌中，含 t-PA 突變基因的細胞應具有的性狀是______。

（5）上述生物工程技術是以_______為基礎的，首先通過________，再進行______，以滿足醫療需求的。

Answer 1

【答案】AGA 從預期的蛋白質功能出發→設計預期的蛋白質結構→推測應有的氨基酸序列→找到相對應的基因脫氧核苷酸序列 Xmal、Bg/II 新霉素抗性且呈白色 蛋白質分子的結構規律及其生物功能的關系 基因修飾或基因合成 對現有蛋白質進行改造或制造新的蛋白質

【解析】

本題考查基因工程和蛋白質工程的相關知識。基因工程的基本操作步驟：獲取目的基因→構建基因表達載體→導入受體細胞→得到轉基因生物→目的基因檢測與鑒定。蛋白質工程可以通過基因修飾或基因合成，對現有的蛋白質進行改造，或制造新的蛋白質，以滿足人類的生產和生活的需求。

（1）人t-PA基因第84位半胱氨酸的模板鏈堿基序列為ACA，根據轉錄過程堿基互補配對原則，絲氨酸的密碼子為UCU，則其模板鏈編碼序列為AGA，要將t-PA第84位的半胱氨酸換成絲氨酸，故需將編碼序列變為AGA；

（2）蛋白質工程的基本途徑：從預期的蛋白質功能出發，設計預期的蛋白質結構，推測應有的氨基酸序列，找到相對應的脫氧核苷酸序列（基因），以上是蛋白質工程特有的途徑；

（3）由于目的基因的兩端的堿基序列分別是CCGG、CTAG ，所以應用XmaI和BgII兩種限制酶切割，以便于把目的基因連接到質粒pCLY11上；

（4）由圖1可知，將連接好的DNA分子導入大腸桿菌中，由于限制酶切割質粒破壞了mlacZ基因，所以含t-PA突變基因重組DNA分子的細胞應具有的表型是新霉素抗性且呈白色；

（5）蛋白質工程是指以蛋白質分子的結構規律及其生物功能的關系作為基礎，通過基因修飾或基因合成，對現有蛋白質進行改造，或制造一種新的蛋白質，以滿足人類的生產和生活的需求。