Question

【題目】人體內(nèi)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(huì)誘發(fā)顱內(nèi)出血，其原因在于t-PA與血纖維蛋白結(jié)合的特異性不高。研究證實(shí)，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(jù)此，先對(duì)天然的t-PA基因進(jìn)行序列改造，然后再采取傳統(tǒng)的基因工程方法表達(dá)該突變基因，可制造出性能優(yōu)異的t-PA突變蛋白。

（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(bǔ)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(yīng)設(shè)計(jì)為_________。

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

（3）將連接好的DNA分子導(dǎo)入大腸桿菌中，含t-PA突變基因重組DNA分子的細(xì)胞應(yīng)具有的性狀是_______________。

A. 新霉素抗性且呈藍(lán)色 B. 新霉素敏感且呈藍(lán)色

C. 新霉素抗性且呈白色 D. 新霉素敏感且呈白色

（4）層析是蛋白質(zhì)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(nèi)裝填了特定的細(xì)小固體顆粒（稱為層析介質(zhì)），待分離的蛋白質(zhì)或酶混合溶液流進(jìn)流出層析柱，便可將目標(biāo)蛋白與雜蛋白高效分離。試根據(jù)題干信息判斷，為了高效分離t-PA 突變蛋白，層析介質(zhì)表面事先應(yīng)交聯(lián)或固定___________________。制造該性能優(yōu)異t-PA突變蛋白的過程稱為___________工程。

Answer 1

【答案】TCT XmaI BglII C 血纖維蛋白 蛋白質(zhì)

【解析】

本題考查基因工程和蛋白質(zhì)工程的相關(guān)知識(shí)。基因工程的基本操作步驟：獲取目的基因→構(gòu)建基因表達(dá)載體→導(dǎo)入受體細(xì)胞→得到轉(zhuǎn)基因生物→目的基因檢測(cè)與鑒定。蛋白質(zhì)工程可以通過基因修飾或基因合成，對(duì)現(xiàn)有的蛋白質(zhì)進(jìn)行改造，或制造新的蛋白質(zhì)，以滿足人類的生產(chǎn)和生活的需求。

（1）人t-PA基因第84位半胱氨酸的編碼序列（即模板鏈的互補(bǔ)鏈序列）為TGT，根據(jù)轉(zhuǎn)錄過程堿基互補(bǔ)配對(duì)原則，模板鏈的互補(bǔ)鏈序列與mRNA上的密碼子的序列一致，只是T替換成U，故絲氨酸的密碼子為UCU，則其編碼序列為TCT，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?yōu)門CT。

（2）若要質(zhì)粒pCLY11與t-PA突變基因高效連接，需質(zhì)粒和突變基因切割后產(chǎn)生黏性末端能堿基互補(bǔ)配對(duì)，t-PA突變基因切割后的黏性末端分別為：-GGCC和-CTAG，故質(zhì)粒pCLY11需要用XmaI和BglII切割。

（3）質(zhì)粒pCLY11需要用XmaI和BglII切割，切割后不破壞neor基因但會(huì)破壞mlacZ基因，而mlacZ基因的表達(dá)產(chǎn)物能把細(xì)胞染成藍(lán)色。故含t-PA突變基因重組DNA分子的細(xì)胞含neor基因但不含mlacZ基因，其應(yīng)具有的性狀是新霉素抗性且呈白色，故選C。

（4）t-PA突變蛋白與血纖維蛋白結(jié)合的特異性高，為了高效分離t-PA突變蛋白，層析介質(zhì)表面事先應(yīng)交聯(lián)或固定血纖維蛋白。制造該性能優(yōu)異t-PA突變蛋白的過程涉及基因工程和基因改造，最終得到所需要的蛋白質(zhì)，屬于蛋白質(zhì)工程的內(nèi)容。