Question

【题目】人 t-PA 蛋白能高效溶解血纤维蛋白凝聚的血栓。用传统基因工程生产的t-PA给心梗患者大剂量注射却会诱发颅内出血，原因在于其与血纤维蛋白结合的特异性低，但若将其第84位的半胱氨酸换成丝氨酸，就能显著降低出血副作用。据此，科学家对人t-PA 基因进行序列改造，再采取传统的基因工程方法表达该突变基因，制造出了高性能的t-PA 突变蛋白。

（1）人 t-PA 基因第84位半胱氨酸的模板链碱基序列为ACA。丝氨酸的密码子为UCU，突变基因中对应该氨基酸密码子的碱基序列应设计为______。

（2）上述获得突变目的基因的基本途径是 ___。

（3）如图所示 t-PA 突变基因、质粒，用__________限制酶切开该质粒较好。

（4）将相应的重组质粒导入大肠杆菌中，含 t-PA 突变基因的细胞应具有的性状是______。

（5）上述生物工程技术是以_______为基础的，首先通过________，再进行______，以满足医疗需求的。

Answer 1

【答案】AGA 从预期的蛋白质功能出发→设计预期的蛋白质结构→推测应有的氨基酸序列→找到相对应的基因脱氧核苷酸序列 Xmal、Bg/II 新霉素抗性且呈白色 蛋白质分子的结构规律及其生物功能的关系 基因修饰或基因合成 对现有蛋白质进行改造或制造新的蛋白质

【解析】

本题考查基因工程和蛋白质工程的相关知识。基因工程的基本操作步骤：获取目的基因→构建基因表达载体→导入受体细胞→得到转基因生物→目的基因检测与鉴定。蛋白质工程可以通过基因修饰或基因合成，对现有的蛋白质进行改造，或制造新的蛋白质，以满足人类的生产和生活的需求。

（1）人t-PA基因第84位半胱氨酸的模板链碱基序列为ACA，根据转录过程碱基互补配对原则，丝氨酸的密码子为UCU，则其模板链编码序列为AGA，要将t-PA第84位的半胱氨酸换成丝氨酸，故需将编码序列变为AGA；

（2）蛋白质工程的基本途径：从预期的蛋白质功能出发，设计预期的蛋白质结构，推测应有的氨基酸序列，找到相对应的脱氧核苷酸序列（基因），以上是蛋白质工程特有的途径；

（3）由于目的基因的两端的碱基序列分别是CCGG、CTAG ，所以应用XmaI和BgII两种限制酶切割，以便于把目的基因连接到质粒pCLY11上；

（4）由图1可知，将连接好的DNA分子导入大肠杆菌中，由于限制酶切割质粒破坏了mlacZ基因，所以含t-PA突变基因重组DNA分子的细胞应具有的表型是新霉素抗性且呈白色；

（5）蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其生物功能的关系作为基础，通过基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活的需求。