Question

(14分)胰岛素 A、B 链分别表达法是生产胰岛素的方法之一。 图 1 是该方法所用的基因表达载体,图2 表示利用大肠杆菌作为工程菌生产人胰岛素的基本流程(融合蛋白A、B 分别表示-半乳糖苷酶与胰岛素 A、B链融合的蛋白)。 请回答下列问题:

(1)图1 基因表达载体中没有标注出来的基本结构是             。

(2)图1 中启动子是                酶识别和结合的部位,有了它才能启动目的基因的表达;氨苄青霉素抗性基因的作用是                                    。

(3)构建基因表达载体时必需的工具酶有                       。

(4) β-半乳糖苷酶与胰岛素A 链或B 链融合表达,可将胰岛素肽链上蛋白酶的切割位点隐藏在内部,其意义在于                                                           。

(5)溴化氰能切断肽链中甲硫氨酸羧基端的肽键,用溴化氰处理相应的融合蛋白能获得完整的 A 链或 B 链,且β-半乳糖苷酶被切成多个肽段,这是因为                                               。

(6)根据图2 中胰岛素的结构,请推测每个胰岛素分子中所含游离氨基的数量。 你的推测结果是              ,理由是                                                     。

Answer

（1）终止子

（2）RNA聚合 作为标记基因，将含有重组质粒的大肠杆菌筛选出来

（3）限制酶和DNA连接酶

（4）防止胰岛素的A、B链被菌体内蛋白酶降解

（5）β-半乳糖苷酶中含多个甲硫氨酸，而胰岛素A、B链中不含甲硫氨酸

（6）至少2个 两条肽链的一端各有一个游离的氨基，氨基酸的R基中可能还含有游离的氨基

【解析】

试题分析：

（1）根据题意和图示分析可知，图1基因表达载体中已有目的基因、启动子和标记基因，所以没有标注出来的基本结构是终止子。

（2）图1中启动子是RNA聚合酶酶识别和结合的部位，有了它才能启动目的基因的表达即转录过程；氨苄青霉素抗性基因的作用是作为标记基因，将含有重组质粒的大肠杆菌筛选出来。

（3）构建基因表达载体的过程中，必须用相同的限制酶切割（含目的基因的外源DNA分子）和运载体，以产生相同的黏性末端，再加入DNA连接酶将目的基因和运载体连接形成重组DNA分子。

（4）β-半乳糖苷酶与胰岛素A链或B链融合表达，可将胰岛素肽链上蛋白酶的切割位点隐藏在内部，这样可以防止胰岛素的A、B链被菌体内蛋白酶降解。

（5）溴化氰能切断肽链中甲硫氨酸羧基端的肽键，由于β-半乳糖苷酶中含有多个甲硫氨酸，而胰岛素的A、B链中不含甲硫氨酸，所以用溴化氰处理相应的融合蛋白能获得完整的A链或B链，且β-半乳糖苷酸被切成多个肽段。

（6）由于一个肽链中至少有一个游离的氨基和一个游离的羧基，在肽链内部的R基中可能也有氨基和羧基，而胰岛素含有A链和B链，所以每个胰岛素分子中所含游离氨基的数量至少是2个。

考点：本题考查基因工程和蛋白质的结构的有关知识，意在考查考生识图能力和理解所学知识的要点，把握知识间的内在联系的能力；能运用所学知识与观点，通过比较、分析与综合等方法对某些生物学问题进行解释、推理，做出合理的判断或得出正确的结论。