Question

枯草杆菌产生的蛋白酶具有催化分解蛋白质的特性，但极易被氧化而失效。1985年，美国的埃斯特尔将枯草杆菌蛋白酶分子中的第222位氨基酸替换后，虽然其水解活性有所下降，但抗氧化能力大大提高。用这种水解酶作为洗涤剂，可以有效地除去血渍、奶渍等蛋白质污渍。

(1)改造枯草杆菌蛋白酶的生物技术是__________。

(2)改造后的枯草杆菌中控制合成蛋白酶的基因与原来相比，至少____有个碱基对发生变化。

(3)利用生物技术改造蛋白质，提高了蛋白质的________性，埃斯特尔所做的工作，是对已知蛋白质进行_________________。

解析：本题考查蛋白质工程的有关问题。基因中的3个碱基对决定mRNA上3个碱基，mRNA上3个碱基决定一个氨基酸。利用生物技术改造蛋白质能够提高蛋白质的稳定性。

答案：（1）蛋白质工程　 （2）1　 （3）稳定少数氨基酸的替换

10.人类正常血红蛋白(HbA)β链第63位氨基酸是组氨酸，其密码子为CAU或CAC。当β链第63位组氨酸被酪氨酸(UAU或UAC)替代后，出现异常血红蛋白(HbM)，导致一种贫血症，β链第63位组氨酸被精氨酸(CGU或CGC)所替代产生的异常血红蛋白(HbZ)将引起另一种贫血症。

(1)写出正常血红蛋白基因中，决定β链第63位组氨酸密码子的碱基对组成。

(2)在决定β链第63位组氨酸密码子的DNA的三个碱基对中，任一个碱基对发生变化都将产生异常的血红蛋白吗?为什么?

(3)若将正常的基因片段导入贫血症患者的骨髓造血干细胞中，则可以达到治疗疾病的目的。请问，此操作属于蛋白质工程吗?为什么?

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

 

Answer 1

（1）蛋白质工程　 （2）1　 （3）稳定少数氨基酸的替换

 

（1）基因中的碱基对的排列顺序决定信使RNA中碱基的排列顺序，信使RNA进入细胞质后与核糖体结合起来，指导蛋白质的合成。血红蛋白异常，归根到底是由于基因中碱基对的排列顺序改变引起的，由于蛋白质中的氨基酸主要有20种，而决定氨基酸的密码子有61种，所以一种密码子决定一种氨基酸，而一种氨基酸可以由几种密码子决定。

(2)决定组氨酸密码子的DNA的三个碱基对中任意一个碱基发生变化，不一定都产生异常的血红蛋白，这是因为一种密码子决定一种氨基酸，而一种氨基酸可以由几种不同的密码子来决定。

(3)基因工程是将外源基因转移到受体细胞后，可以产生它本来不能产生的蛋白质，从而表现出新的性状，实质上，基因工程产生的只能是自然界已经存在的蛋白质，而蛋白质工程则是通过对基因进行加工修饰或进行基因合成，对现有的蛋白质进行改造，或制造出一种新的蛋白质，而题目中只将正常的外源基因导入病人细胞中，合成的都是天然存在的正常蛋白质，所以不属于蛋白质工程，而应属于基因工程。