Question

【题目】胰岛素可以用于治疗糖尿病，但是胰岛素被注射人人体后，会堆积在皮下，要经过较长时间才能进入血液，而进入血液的胰岛素又容易分解，因此治疗效果受到影响。下图是用蛋白质工程设计的速效胰岛素的生产过程，请据图回答有关问题。

(1)蛋白质工程的目标是根据人们对________的特定需求，对蛋白质的__________进行分子设计。

(2)人工合成的新胰岛素基因在导入受体细胞前要先构建_____________，其目的是使目的基因在____________中稳定存在，并且可以遗传给下一代，同时使目的基因能够___________________。在这个过程中需要_______________酶的参与。

(3)在将基因表达载体导入大肠杆菌时，一般要用___________处理该菌，使之成为____________细胞，以便吸收周围环境中的DNA分子。

(4)在大肠杆菌中直接生产的胰岛素还不具有生物活性，原因是_________________。

Answer 1

【答案】 蛋白质功能 结构 基因表达载体 受体细胞 表达和发挥作用 限制酶和DNA连接 Ca2+ 感受态 大肠杆菌是原核细胞，没有内质网和高尔基体对其进行加工

【解析】试题分析：分析题图，图示是利用蛋白质工程设计速效胰岛素的生产过程。蛋白质工程的过程，即预期蛋白质功能→设计预期的蛋白质结构→推测应有氨基酸序列→找到对应的脱氧核苷酸序列（基因），蛋白质工程得到的蛋白质一般不是天然存在的蛋白质。

（1）据试题分析可知，蛋白质工程的目标是根据人们对蛋白质功能的特定需求，对蛋白质的结构进行分子设计。

（2）基因工程的最核心的步骤是构建基因表达载体，该过程需要限制酶和DNA连接酶对目的基因进行切割，并将其连接到载体上，其目的是使目的基因能进入受体细胞，并在受体细胞中稳定存在，并且可以遗传给下一代，同时使目的基因在受体细胞中能够表达和发挥作用。

（3）在用表达载体转化大肠杆菌时，常用Ca2+处理大肠杆菌，使大肠杆菌变成感受态细胞，以利于表达载体进入。

（4）具有生物活性的胰岛素需要内质网和高尔基体加工，而大肠杆菌属于原核细胞，不含内质网和高尔基体，所以大肠杆菌常不能表达出具有生物活性的胰岛素。