Question

【题目】人体内的t-PA蛋白能高效降解由血纤维蛋白凝聚而成的血栓，是心梗和脑血栓的急救药。然而，为心梗患者注射大剂量的基因工程t-PA会诱发颅内出血，其原因在于t-PA与血纤维蛋白结合的特异性不高。研究证实，将t-PA第84位的半胱氨酸换成丝氨酸，能显著降低出血副作用。据此，先对天然的t-PA基因进行序列改造，然后再采取传统的基因工程方法表达该突变基因，可制造出性能优异的t-PA突变蛋白。

（1）已知人t-PA基因第84位半胱氨酸的编码序列（即模板链的互补链序列）为TGT，而丝氨酸的密码子为UCU，因此突变基因编码该氨基酸的编码序列应设计为_________。

（2）若获得的t-PA突变基因如图1所示，那么质粒pCLY11需用限制酶_________和_______切开，才能与t-PA突变基因高效连接。

（3）将连接好的DNA分子导入大肠杆菌中，含t-PA突变基因重组DNA分子的细胞应具有的性状是_______________。

A. 新霉素抗性且呈蓝色 B. 新霉素敏感且呈蓝色

C. 新霉素抗性且呈白色 D. 新霉素敏感且呈白色

（4）层析是蛋白质或酶分离提纯的重要步骤。在图2所示的层析装置中，层析柱内装填了特定的细小固体颗粒（称为层析介质），待分离的蛋白质或酶混合溶液流进流出层析柱，便可将目标蛋白与杂蛋白高效分离。试根据题干信息判断，为了高效分离t-PA 突变蛋白，层析介质表面事先应交联或固定___________________。制造该性能优异t-PA突变蛋白的过程称为___________工程。

Answer 1

【答案】TCT XmaI BglII C 血纤维蛋白 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位半胱氨酸的编码序列（即模板链的互补链序列）为TGT，根据转录过程碱基互补配对原则，模板链的互补链序列与mRNA上的密码子的序列一致，只是T替换成U，故丝氨酸的密码子为UCU，则其编码序列为TCT，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TCT。

（2）若要质粒pCLY11与t-PA突变基因高效连接，需质粒和突变基因切割后产生黏性末端能碱基互补配对，t-PA突变基因切割后的黏性末端分别为：-GGCC和-CTAG，故质粒pCLY11需要用XmaI和BglII切割。

（3）质粒pCLY11需要用XmaI和BglII切割，切割后不破坏neor基因但会破坏mlacZ基因，而mlacZ基因的表达产物能把细胞染成蓝色。故含t-PA突变基因重组DNA分子的细胞含neor基因但不含mlacZ基因，其应具有的性状是新霉素抗性且呈白色，故选C。

（4）t-PA突变蛋白与血纤维蛋白结合的特异性高，为了高效分离t-PA突变蛋白，层析介质表面事先应交联或固定血纤维蛋白。制造该性能优异t-PA突变蛋白的过程涉及基因工程和基因改造，最终得到所需要的蛋白质，属于蛋白质工程的内容。