水蛭是我国的传统中药材，主要药理成分水蛭素为水蛭蛋白中重要成分之一，具有良好的抗凝血作用。拟通过蛋白质工程改造水蛭素结构，提高其抗凝血活性。回答下列问题 :

(1) 蛋白质工程流程如图所示，物质 a 是 ，物质 b 是 。在生产过程中，物质 b 可能不同，合成的蛋白质空间构象却相同，原因是 。

(2) 蛋白质工程是基因工程的延伸，基因工程中获取目的基因的常用方法有 、 和利用 PCR 技术扩增。 PCR 技术遵循的基本原理是 。

(3) 将提取的水蛭蛋白经甲、乙两种蛋白酶水解后，分析水解产物中的肽含量及其抗凝血活性，结果如图所示。推测两种处理后酶解产物的抗凝血活性差异主要与肽的 （填 “ 种类 ” 或 “ 含量 ” ）有关，导致其活性不同的原因是 。

(4) 若要比较蛋白质工程改造后的水蛭素、上述水蛭蛋白酶解产物和天然水蛭素的抗凝血活性差异，简要写出实验设计思路 。

答案

(1) 氨基酸序列多肽链 mRNA 密码子的简并性

(2) 从基因文库中获取目的基因     通过 DNA 合成仪用化学方法直接人工合成 DNA 双链复制

(3) 种类      提取的水蛭蛋白的酶解时间和处理的酶的种类不同，导致水蛭蛋白空间结构有不同程度破坏

(4) 取 3 支试管，分别加入等量的蛋白质工程改造后的水蛭素、上述水蛭蛋白酶解产物和天然水蛭素；用酒精消毒，用注射器取同一种动物（如家兔）血液，立即将等量的血液加入 1 、 2 、 3 号三支试管中，静置相同时间，统计三支试管中血液凝固时间

【分析】 1 、蛋白质工程的基本途径是：从预期的蛋白质功能出发 → 设计预期的蛋白质的结构 → 推测应有的氨基酸序列 → 找到相对应的脱氧核苷酸序列；

2 、蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系作为基础，通过基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活的需求。也就是说，蛋白质工程是在基因工程的基础上，延伸出来的第二代基因工程，是包含多学科的综合科技工程领域。

【详解】（ 1 ）据分析可知，物质 a 是氨基酸序列多肽链，物质 b 是 mRNA 。在生产过程中，物质 b 可能不同，合成的蛋白质空间构象却相同，原因是密码子的简并性，即一种氨基酸可能有几个密码子。

（ 2 ）蛋白质工程是基因工程的延伸，基因工程中获取目的基因的常用方法有从基因文库中获取目的基因、通过 DNA 合成仪用化学方法直接人工合成和利用 PCR 技术扩增。 PCR 技术遵循的基本原理是 DNA 双链复制。

（ 3 ）将提取的水蛭蛋白经甲、乙两种蛋白酶水解后，据图可知，水解产物中的肽含量随着酶解时间的延长均上升，且差别不大；而水解产物中抗凝血活性有差异，经酶甲处理后，随着酶解时间的延长，抗凝血活性先上升后相对稳定，经酶乙处理后，随着酶解时间的延长，抗凝血活性先上升后下降，且酶甲处理后的酶解产物的抗凝血活性最终高于经酶乙处理后的酶解产物的抗凝血活性，差异明显，据此推测两种处理后酶解产物的抗凝血活性差异主要与肽的种类有关，导致其活性不同的原因是提取的水蛭蛋白的酶解时间和酶的种类不同，导致水蛭蛋白空间结构有不同程度破坏。

（ 4 ）若要比较蛋白质工程改造后的水蛭素、上述水蛭蛋白酶解产物和天然水蛭素的抗凝血活性差异，实验设计思路为：取 3 支试管，分别加入等量的蛋白质工程改造后的水蛭素、上述水蛭蛋白酶解产物和天然水蛭素；用酒精消毒，用注射器取同一种动物（如家兔）血液，立即将等量的血液加入 1 、 2 、 3 号三支试管中，静置相同时间，统计三支试管中血液凝固时间。