Question

【題目】人體內的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會誘發顱內出血，其原因在于t-PA與血纖維蛋白結合的特異性不高。研究證實，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。據此，先對天然的t-PA基因進行序列改造，然后再采取傳統的基因工程方法表達該突變基因，可制造出性能優異的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設計為_________。

（2）若獲得的t-PA突變基因如圖1所示，那么質粒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分子導入大腸桿菌中，含t-PA突變基因重組DNA分子的細胞應具有的性狀是_______________。

A. 新霉素抗性且呈藍色 B. 新霉素敏感且呈藍色

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，層析柱內裝填了特定的細小固體顆粒（稱為層析介質），待分離的蛋白質或酶混合溶液流進流出層析柱，便可將目標蛋白與雜蛋白高效分離。試根據題干信息判斷，為了高效分離t-PA 突變蛋白，層析介質表面事先應交聯或固定___________________。制造該性能優異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

【解析】

本題考查基因工程和蛋白質工程的相關知識。基因工程的基本操作步驟：獲取目的基因→構建基因表達載體→導入受體細胞→得到轉基因生物→目的基因檢測與鑒定。蛋白質工程可以通過基因修飾或基因合成，對現有的蛋白質進行改造，或制造新的蛋白質，以滿足人類的生產和生活的需求。

（1）人t-PA基因第84位半胱氨酸的編碼序列（即模板鏈的互補鏈序列）為TGT，根據轉錄過程堿基互補配對原則，模板鏈的互補鏈序列與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，故需將編碼序列變為TCT。

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

（3）質粒pCLY11需要用XmaI和BglII切割，切割后不破壞neor基因但會破壞mlacZ基因，而mlacZ基因的表達產物能把細胞染成藍色。故含t-PA突變基因重組DNA分子的細胞含neor基因但不含mlacZ基因，其應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合的特異性高，為了高效分離t-PA突變蛋白，層析介質表面事先應交聯或固定血纖維蛋白。制造該性能優異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，屬于蛋白質工程的內容。