Question

【題目】中國T2DM（胰島β細胞功能衰退型糖尿病）的發(fā)病率由1979年的1.00%上升2019年的4.37%，補充胰島素是控制和緩解病情的重要途徑。胰島素（由 α、β兩條多肽鏈組成）的生產(chǎn)由提取動物胰島素發(fā)展到了利用基因工程生產(chǎn)重組人胰島素。

（1）構(gòu)建重組質(zhì)粒時（如圖所示），為避免目的基因 任意連接和運載體的自身環(huán)化應選用_____酶切處理目的基因和運載體。構(gòu)建完 成的表達載體除了目的基因、標記基因以外，還必須有_____等組件。

（2）利用大腸桿菌生產(chǎn)重組人胰島素時，構(gòu)建表達載體的目的基因應從_____文庫中獲取，重組大腸桿菌合成的人胰島素原沒有活性，需用_____酶將其加工成含α、β兩條多肽鏈的胰島素。

（3）利用奶牛設計乳腺生物反應器生產(chǎn)人胰島素，為使人胰島素基因在奶牛乳腺中特異表達，構(gòu)建表 達載體時應將目的基因與_____的啟動子等調(diào)控組件重組在一起，并選用_____為受體細胞。

（4）重組人胰島素分子容易聚合而影響作用效果，可將胰島素分子的氨基酸序列及結(jié)構(gòu)進行局部調(diào)整 形成胰島素類似物加以避免，請根據(jù)上述設想，補充完善其基本研發(fā)流程：預期蛋白質(zhì)功能→設計預期蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)→推測氨基酸序列→_____→構(gòu)建表達載體，轉(zhuǎn)基因獲得胰島素類似物。

Answer 1

【答案】SmaⅠ、PstⅠ 啟動子、終止子、復制原點 cDNA 蛋白 奶牛乳腺蛋白基因 受精卵 推測氨基酸序列→找到相對應脫氧核苷酸序列（改造基因）

【解析】

分析題圖：外源DNA分子中含有限制酶SmaⅠ、PstⅠ、AluⅠ的識別序列和切割位點，質(zhì)粒中含有限制酶SmaⅠ、PstⅠ、AluⅠ、HindⅢ的識別序列和切割位點。

（1）外源DNA分子中含有限制酶SmaⅠ、PstⅠ、AluⅠ的識別序列和切割位點，其中限制酶AluⅠ的切割位點位于目的基因上，因此不能用該酶進行切割；若只用PstⅠ切割會導致目的基因和運載體自身環(huán)化或反向連接，因此同時構(gòu)建重組質(zhì)粒時，為避免目的基因任意連接和運載體的自身環(huán)化應選用SmaⅠ、PstⅠ酶切處理目的基因和運載體。基因表達載體的組成包括目的基因、標記基因、啟動子、終止子、復制原點等。
（2）將真核基因?qū)�入原核生物時，一般從cDNA文庫中獲取目的基因；重組大腸桿菌合成的人胰島素原沒有活性，需用蛋白酶將其加工成含α、β兩條多肽鏈的胰島素。
（3）利用奶牛設計乳腺生物反應器生產(chǎn)人胰島素，為使人胰島素基因在奶牛乳腺中特異表達，構(gòu)建表達載體時應將目的基因與奶牛乳腺蛋白基因的啟動子等調(diào)控組件重組在一起，并選用受精卵為受體細胞。
（4）重組人胰島素分子容易聚合而影響作用效果，可將胰島素分子的氨基酸序列及結(jié)構(gòu)進行局部調(diào)整形成胰島素類似物加以避免，這需要采用蛋白質(zhì)工程技術(shù)，因此基本研發(fā)流程為：預期蛋白質(zhì)功能→設計預期蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)→推測氨基酸序列→推測氨基酸序列→找到相對應脫氧核苷酸序列（改造基因）→構(gòu)建表達載體，轉(zhuǎn)基因獲得胰島素類似物。