人胰島素由A鏈和B鏈構(gòu)成，其中B鏈的第20～29位氨基酸是胰島素分子間相互作用形成多聚體的關(guān)鍵區(qū)域。丹麥科學(xué)家將B28位脯氨酸替換為天冬氨酸，從而有效抑制了胰島素分子間的聚合，由此研發(fā)出速效胰島素類似物，并已經(jīng)在臨床上廣泛應(yīng)用?；卮鹣铝邢嚓P(guān)問題：
（1）蛋白質(zhì)工程是指以

蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)規(guī)律及其與生物功能的關(guān)系

蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)規(guī)律及其與生物功能的關(guān)系

作為基礎(chǔ)，通過改造或合成基因，來改造現(xiàn)有蛋白質(zhì)，或制造一種新的蛋白質(zhì)，以滿足人類的生產(chǎn)和生活的需要。
（2）蛋白質(zhì)工程的基本思路如圖1所示，物質(zhì)a是

多肽鏈

多肽鏈

；在制備速效胰島素類似物時可能出現(xiàn)物質(zhì)b不同但合成的速效胰島素類似物空間構(gòu)象相同的現(xiàn)象，原因是

密碼子具有簡并性，使不同mRNA翻譯出來的氨基酸序列相同

密碼子具有簡并性，使不同mRNA翻譯出來的氨基酸序列相同

。

（3）在對胰島素基因進(jìn)行改造時，常采用重疊延伸PCR技術(shù)引入特定位點突變，過程如圖2所示：除DNA模板、引物外，PCR反應(yīng)還需要

耐高溫的DNA聚合酶、四種脫氧核苷酸

耐高溫的DNA聚合酶、四種脫氧核苷酸

等物質(zhì)條件才能順利進(jìn)行。PCR②③過程分別至少需要經(jīng)過

2

2

輪反應(yīng)可得到等長的DNA片段。PCR②③過程不能在同一反應(yīng)容器內(nèi)同時進(jìn)行，原因是

引物2和3中存在互補配對片段，置于同一反應(yīng)系統(tǒng)時它們會發(fā)生結(jié)合而失去作用

引物2和3中存在互補配對片段，置于同一反應(yīng)系統(tǒng)時它們會發(fā)生結(jié)合而失去作用

。經(jīng)⑤過程形成的改造后的胰島素基因在PCR擴(kuò)增時，需要添加的引物是

引物4和引物1

引物4和引物1

。
（4）若要比較蛋白質(zhì)工程改造后的速效胰島素和天然胰島素的降血糖能力的差異，簡要寫出實驗設(shè)計思路：

生理狀況相同的糖尿病小鼠均分為三組，編號為ABC，分別加入等量的蛋白質(zhì)工程改造后的速效胰島素、天然胰島素和生理鹽水，一段時間后檢測三組大鼠的血糖情況

生理狀況相同的糖尿病小鼠均分為三組，編號為ABC，分別加入等量的蛋白質(zhì)工程改造后的速效胰島素、天然胰島素和生理鹽水，一段時間后檢測三組大鼠的血糖情況

。