Question

枯草桿菌產(chǎn)生的蛋白酶具有催化分解蛋白質(zhì)的特性，但極易被氧化而失效。1985年，美國的埃斯特爾將枯草桿菌蛋白酶分子中的第222位氨基酸替換后，雖然其水解活性有所下降，但抗氧化能力大大提高。用這種水解酶作為洗滌劑，可以有效地除去血漬、奶漬等蛋白質(zhì)污漬。

(1)改造枯草桿菌蛋白酶的生物技術(shù)是__________。

(2)改造后的枯草桿菌中控制合成蛋白酶的基因與原來相比，至少____有個(gè)堿基對發(fā)生變化。

(3)利用生物技術(shù)改造蛋白質(zhì)，提高了蛋白質(zhì)的________性，埃斯特爾所做的工作，是對已知蛋白質(zhì)進(jìn)行_________________。

解析：本題考查蛋白質(zhì)工程的有關(guān)問題�；�因中的3個(gè)堿基對決定mRNA上3個(gè)堿基，mRNA上3個(gè)堿基決定一個(gè)氨基酸。利用生物技術(shù)改造蛋白質(zhì)能夠提高蛋白質(zhì)的穩(wěn)定性。

答案：（1）蛋白質(zhì)工程　 （2）1　 （3）穩(wěn)定少數(shù)氨基酸的替換

10.人類正常血紅蛋白(HbA)β鏈第63位氨基酸是組氨酸，其密碼子為CAU或CAC。當(dāng)β鏈第63位組氨酸被酪氨酸(UAU或UAC)替代后，出現(xiàn)異常血紅蛋白(HbM)，導(dǎo)致一種貧血癥，β鏈第63位組氨酸被精氨酸(CGU或CGC)所替代產(chǎn)生的異常血紅蛋白(HbZ)將引起另一種貧血癥。

(1)寫出正常血紅蛋白基因中，決定β鏈第63位組氨酸密碼子的堿基對組成。

(2)在決定β鏈第63位組氨酸密碼子的DNA的三個(gè)堿基對中，任一個(gè)堿基對發(fā)生變化都將產(chǎn)生異常的血紅蛋白嗎?為什么?

(3)若將正常的基因片段導(dǎo)入貧血癥患者的骨髓造血干細(xì)胞中，則可以達(dá)到治療疾病的目的。請問，此操作屬于蛋白質(zhì)工程嗎?為什么?

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

 

Answer 1

（1）蛋白質(zhì)工程　 （2）1　 （3）穩(wěn)定少數(shù)氨基酸的替換

 

（1）基因中的堿基對的排列順序決定信使RNA中堿基的排列順序，信使RNA進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)后與核糖體結(jié)合起來，指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成。血紅蛋白異常，歸根到底是由于基因中堿基對的排列順序改變引起的，由于蛋白質(zhì)中的氨基酸主要有20種，而決定氨基酸的密碼子有61種，所以一種密碼子決定一種氨基酸，而一種氨基酸可以由幾種密碼子決定。

(2)決定組氨酸密碼子的DNA的三個(gè)堿基對中任意一個(gè)堿基發(fā)生變化，不一定都產(chǎn)生異常的血紅蛋白，這是因?yàn)橐环N密碼子決定一種氨基酸，而一種氨基酸可以由幾種不同的密碼子來決定。

(3)基因工程是將外源基因轉(zhuǎn)移到受體細(xì)胞后，可以產(chǎn)生它本來不能產(chǎn)生的蛋白質(zhì)，從而表現(xiàn)出新的性狀，實(shí)質(zhì)上，基因工程產(chǎn)生的只能是自然界已經(jīng)存在的蛋白質(zhì)，而蛋白質(zhì)工程則是通過對基因進(jìn)行加工修飾或進(jìn)行基因合成，對現(xiàn)有的蛋白質(zhì)進(jìn)行改造，或制造出一種新的蛋白質(zhì)，而題目中只將正常的外源基因?qū)�入病人�?xì)胞中，合成的都是天然存在的正常蛋白質(zhì)，所以不屬于蛋白質(zhì)工程，而應(yīng)屬于基因工程。