Question

【题目】β-氨基酸具备多样特殊生物活性，被应用于医药、食品、农牧业等多个产业。然而，β-氨基酸的合成一直依赖于过渡金属催化的传统化学途径。该方法不仅需要昂贵的催化剂如铂金，还需要苛刻的反应条件。中科院微生物所研究员吴边和他的团队采用人工智能蛋白质设计技术，成功获得了一系列具有绝对位置选择性与立体选择性的人工β-氨基酸合成酶。随后，该团队将编码这些非天然酶的基因整合入大肠杆菌中，构建出能够高效合成β-氨基酸的工程菌株。根据材料回答下列问题：

（1）吴边团队研究并得到人工β-氨基酸合成酶，其技术手段属于________，从本质上看属于________。

（2）为了将这些非天然酶的基因整合入大肠杆菌中，首先要用_________处理大肠杆菌细胞，使其处于_____________，才能完成转化过程。若人工β-氨基酸合成酶的基因受体是马尾松细胞，则常用的导入方法为_________。我国科学家独创的基因导入方法为_________。

（3）人工β-氨基酸合成酶基因导入大肠杆菌后，不一定可以稳定维持并表达其遗传特性，所以需对大肠杆菌进行相应检测。首先可以用_________技术检测β-氨基酸合成酶基因是否存在，其次用_______技术检测mRNA，最后用_________技术检测人工β-氨基酸合成酶是否合成。

Answer 1

【答案】蛋白质工程基因工程Ca2+感受态农杆菌转化法花粉管通道法DNA分子杂交分子杂交抗原一抗体杂交

【解析】

本题以“采用人工智能蛋白质设计技术，成功获得了一系列β-氨基酸合成酶”为情境，综合考查学生对基因工程的基本操作程序、蛋白质工程等相关知识的识记和理解能力。

(1) 蛋白质工程是在基因工程的基础上，延伸出来的第二代基因工程。依题意“采用人工智能蛋白质设计技术，成功获得了一系列的人工β-氨基酸合成酶”可知：吴边和他的团队在人工合成β-氨基酸合成酶的过程中，所采用的技术手段属于蛋白质工程，而从本质上看则属于基因工程。

(2) 将人工β-氨基酸合成酶的基因（目的基因）导入大肠杆菌细胞中，首先要用Ca2+处理大肠杆菌细胞，使其处于感受态，进而完成转化过程。若将目的基因导入马尾松等植物细胞，则常用的导入方法为农杆菌转化法。我国科学家独创的基因导入方法为花粉管通道法。

(3) 检测β-氨基酸合成酶基因是否成功导入大肠杆菌细胞，可采用DNA分子杂交技术；检测β-氨基酸合成酶基因是否转录出mRNA，应采用分子杂交技术；检测β-氨基酸合成酶基因是否翻译成蛋白质则用抗原-抗体杂交技术。