Question

【題目】中國T2DM（胰島β細胞功能衰退型糖尿�。┑陌l病率由1979年的1.00%上升2019年的4.37%，補充胰島素是控制和緩解病情的重要途徑。胰島素（由 α、β兩條多肽鏈組成）的生產由提取動物胰島素發展到了利用基因工程生產重組人胰島素。

（1）構建重組質粒時（如圖所示），為避免目的基因 任意連接和運載體的自身環化應選用_____酶切處理目的基因和運載體。構建完 成的表達載體除了目的基因、標記基因以外，還必須有_____等組件。

（2）利用大腸桿菌生產重組人胰島素時，構建表達載體的目的基因應從_____文庫中獲取，重組大腸桿菌合成的人胰島素原沒有活性，需用_____酶將其加工成含α、β兩條多肽鏈的胰島素。

（3）利用奶牛設計乳腺生物反應器生產人胰島素，為使人胰島素基因在奶牛乳腺中特異表達，構建表 達載體時應將目的基因與_____的啟動子等調控組件重組在一起，并選用_____為受體細胞。

（4）重組人胰島素分子容易聚合而影響作用效果，可將胰島素分子的氨基酸序列及結構進行局部調整 形成胰島素類似物加以避免，請根據上述設想，補充完善其基本研發流程：預期蛋白質功能→設計預期蛋白質的空間結構→推測氨基酸序列→_____→構建表達載體，轉基因獲得胰島素類似物。

Answer 1

【答案】SmaⅠ、PstⅠ 啟動子、終止子、復制原點 cDNA 蛋白 奶牛乳腺蛋白基因 受精卵 推測氨基酸序列→找到相對應脫氧核苷酸序列（改造基因）

【解析】

分析題圖：外源DNA分子中含有限制酶SmaⅠ、PstⅠ、AluⅠ的識別序列和切割位點，質粒中含有限制酶SmaⅠ、PstⅠ、AluⅠ、HindⅢ的識別序列和切割位點。

（1）外源DNA分子中含有限制酶SmaⅠ、PstⅠ、AluⅠ的識別序列和切割位點，其中限制酶AluⅠ的切割位點位于目的基因上，因此不能用該酶進行切割；若只用PstⅠ切割會導致目的基因和運載體自身環化或反向連接，因此同時構建重組質粒時，為避免目的基因任意連接和運載體的自身環化應選用SmaⅠ、PstⅠ酶切處理目的基因和運載體�；�因表達載體的組成包括目的基因、標記基因、啟動子、終止子、復制原點等。
（2）將真核基因導入原核生物時，一般從cDNA文庫中獲取目的基因；重組大腸桿菌合成的人胰島素原沒有活性，需用蛋白酶將其加工成含α、β兩條多肽鏈的胰島素。
（3）利用奶牛設計乳腺生物反應器生產人胰島素，為使人胰島素基因在奶牛乳腺中特異表達，構建表達載體時應將目的基因與奶牛乳腺蛋白基因的啟動子等調控組件重組在一起，并選用受精卵為受體細胞。
（4）重組人胰島素分子容易聚合而影響作用效果，可將胰島素分子的氨基酸序列及結構進行局部調整形成胰島素類似物加以避免，這需要采用蛋白質工程技術，因此基本研發流程為：預期蛋白質功能→設計預期蛋白質的空間結構→推測氨基酸序列→推測氨基酸序列→找到相對應脫氧核苷酸序列（改造基因）→構建表達載體，轉基因獲得胰島素類似物。