人胰岛素由A链和B链构成，其中B链的第20～29位氨基酸是胰岛素分子间相互作用形成多聚体的关键区域。丹麦科学家将B28位脯氨酸替换为天冬氨酸，从而有效抑制了胰岛素分子间的聚合，由此研发出速效胰岛素类似物，并已经在临床上广泛应用。回答下列相关问题：
（1）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

蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系

作为基础，通过改造或合成基因，来改造现有蛋白质，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活的需要。
（2）蛋白质工程的基本思路如图1所示，物质a是

多肽链

多肽链

；在制备速效胰岛素类似物时可能出现物质b不同但合成的速效胰岛素类似物空间构象相同的现象，原因是

密码子具有简并性，使不同mRNA翻译出来的氨基酸序列相同

密码子具有简并性，使不同mRNA翻译出来的氨基酸序列相同

。

（3）在对胰岛素基因进行改造时，常采用重叠延伸PCR技术引入特定位点突变，过程如图2所示：除DNA模板、引物外，PCR反应还需要

耐高温的DNA聚合酶、四种脱氧核苷酸

耐高温的DNA聚合酶、四种脱氧核苷酸

等物质条件才能顺利进行。PCR②③过程分别至少需要经过

2

2

轮反应可得到等长的DNA片段。PCR②③过程不能在同一反应容器内同时进行，原因是

引物2和3中存在互补配对片段，置于同一反应系统时它们会发生结合而失去作用

引物2和3中存在互补配对片段，置于同一反应系统时它们会发生结合而失去作用

。经⑤过程形成的改造后的胰岛素基因在PCR扩增时，需要添加的引物是

引物4和引物1

引物4和引物1

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（4）若要比较蛋白质工程改造后的速效胰岛素和天然胰岛素的降血糖能力的差异，简要写出实验设计思路：

生理状况相同的糖尿病小鼠均分为三组，编号为ABC，分别加入等量的蛋白质工程改造后的速效胰岛素、天然胰岛素和生理盐水，一段时间后检测三组大鼠的血糖情况

生理状况相同的糖尿病小鼠均分为三组，编号为ABC，分别加入等量的蛋白质工程改造后的速效胰岛素、天然胰岛素和生理盐水，一段时间后检测三组大鼠的血糖情况

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