淀粉是食物的重要成分,也是一種重要的工業(yè)原料,其水解產物廣泛用于糖類及酒精發(fā)酵等行業(yè)。目前,工廠化水解淀粉需在高溫條件下進行,因此開發(fā)具有自主產權的耐熱性α-淀粉酶并實現(xiàn)大規(guī)模生產,對我國淀粉深加工產業(yè)的發(fā)展具有重要意義。為了實現(xiàn)α-淀粉酶的高效表達和分泌,我國科研人員以芽孢桿菌構建工程菌開展研究。
回答下列問題:
(1)科研人員從某熱泉的細菌中發(fā)現(xiàn)一種α-淀粉酶(AmyS1),利用蛋白質工程對其進行改造,獲得了具有更高熱穩(wěn)定性和催化效率的重組耐高溫α-淀粉酶(AmyS2)。其基本操作流程是 ⑤⑥③②⑧⑤⑥③②⑧(從下列操作或思路中,選擇正確的序號并排序)
①人工合成AmyS1基因
②人工合成AmyS2基因
③分子設計目標蛋白的氨基酸序列
④預期AmyS1功能
⑤預期AmyS2功能
⑥設計目標蛋白的三維結構
⑦將獲得的基因導入受體細胞生產AmyS1
⑧將獲得的基因導入受體細胞生產AmyS2
(2)獲取AmyS2基因后,構建基因表達載體的過程如圖1所示。該過程中,將目的基因與原始質粒A構建成質粒B,應選擇的限制酶是 NdeⅠ和EcoRⅠNdeⅠ和EcoRⅠ;將質粒B與信號肽基因構建成質粒C,應選擇的限制酶是 MluⅠ和Eco52ⅠMluⅠ和Eco52Ⅰ。
(3)信號肽是一段能夠引導目標蛋白質分泌到細胞外的肽鏈。據(jù)此推測,與質粒B相比,在工業(yè)生產中使用導入質粒C的工程菌生產α-淀粉酶的優(yōu)勢是 芽孢桿菌可以將α-淀粉酶分泌到細胞外,便于從培養(yǎng)液中提取產物芽孢桿菌可以將α-淀粉酶分泌到細胞外,便于從培養(yǎng)液中提取產物。
(4)研究發(fā)現(xiàn),芽孢桿菌會分泌一種胞外蛋白酶(控制其合成的基因是bcp),導致胞外α-淀粉酶被降解。請從改造工程菌的角度提出一條解決該問題的思路 用敲除了bcp基因(或抑制bcp基因的表達)的芽孢桿菌作為工程菌生產AmyS2用敲除了bcp基因(或抑制bcp基因的表達)的芽孢桿菌作為工程菌生產AmyS2。
(5)檢測獲得的α-淀粉酶的特性,結果如圖所示。在工廠化生產中,利用該酶水解淀粉時,應設置的溫度是 90(或“90~100”)90(或“90~100”)℃,理由是 α-淀粉酶在90℃(或“90~100℃”)時相對酶活性和熱穩(wěn)定性均較高α-淀粉酶在90℃(或“90~100℃”)時相對酶活性和熱穩(wěn)定性均較高。
【考點】基因工程的操作過程綜合.
【答案】⑤⑥③②⑧;NdeⅠ和EcoRⅠ;MluⅠ和Eco52Ⅰ;芽孢桿菌可以將α-淀粉酶分泌到細胞外,便于從培養(yǎng)液中提取產物;用敲除了bcp基因(或抑制bcp基因的表達)的芽孢桿菌作為工程菌生產AmyS2;90(或“90~100”);α-淀粉酶在90℃(或“90~100℃”)時相對酶活性和熱穩(wěn)定性均較高
【解答】
【點評】
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