Question

【題目】人體內的t-PA蛋白能高效降解由血纖維蛋白凝聚而成的血栓，是心梗和腦血栓的急救藥。然而，為心梗患者注射大劑量的基因工程t-PA會誘發顱內出血，其原因在于t-PA與血纖維蛋白結合的特異性不高。研究證實，將t-PA第84位的半胱氨酸換成絲氨酸，能顯著降低出血副作用。據此，先對天然的t-PA基因進行序列改造，然后再采取傳統的基因工程方法表達該突變基因，可制造出性能優異的t-PA突變蛋白，該過程稱為蛋白質工程。

（1）已知人t-PA基因第84位半胱氨酸的編碼序列（即模板鏈的互補鏈序列）為TGT，而絲氨酸的密碼子為UCU，因此突變基因編碼該氨基酸的編碼序列應設計為______。

（2）上述突變基因（即目的基因）宜采用______方法獲得。

（3）若獲得的t-PA突變基因如圖1所示，那么質粒pCLY11需用限制酶______和______切開，才能與t-PA突變基因高效連接。

（4）將連接好的DNA分子導入大腸桿菌中，含t-PA突變基因重組DNA分子的細胞應具有的表型是______。

A．新霉素抗性且呈藍色 B．新霉素敏感且呈藍色

C．新霉素抗性且呈白色 D．新霉素敏感且呈白色

（5）為了收獲大腸桿菌表達的t-PA突變蛋白，第一步可采用常規的酶分離提純方法。這種方法的基本操作順序是______。

A．破碎→過濾→沉淀→層析B．過濾→層析→破碎→沉淀

C．層析→沉淀→過濾→破碎 D．沉淀→破碎→層析→過濾

（6）層析是蛋白質或酶分離提純的重要步驟。在圖2所示的層析裝置中，層析柱內裝填了特定的細小固體顆粒（稱為層析介質），待分離的蛋白質或酶混合溶液流進流出層析柱，便可將目標蛋白與雜蛋白高效分離。試根據題干信息判斷，為了高效分離t-PA突變蛋白，層析介質表面事先應交聯或固定______。

Answer 1

【答案】TCT 化學方法人工合成 XmaI BglII C A 血纖維蛋白

【解析】

1、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。（基因工程在原則上只能生產自然界已存在的蛋白質）
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；以下按照基因工程的一般步驟進行。（注意：目的基因只能用人工合成的方法）

（1）因為制造性能優異的t-PA突變蛋白，是將t-PA第84位的半胱氨酸換成絲氨酸，已知人t-PA基因第84位半胱氨酸的編碼序列（即模板鏈的互補鏈序列）為TGT，而絲氨酸的密碼子為UCU，因此突變基因編碼該氨基酸的編碼序列應設計為TCT。

（2）上述突變基因（即目的基因）由于序列較短，并且序列已知，所以宜采用化學方法人工合成。

（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BglII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）為了收獲大腸桿菌表達的t-PA突變蛋白，第一步可采用常規的酶分離提純方法。這種方法的基本操作順序是破碎→過濾→沉淀→層析。

（6）為了高效分離t-PA突變蛋白，層析介質表面事先應交聯或固定血纖維蛋白，這樣便可將目標蛋白與雜蛋白高效分離