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人工合成牛胰岛素
当美国的维格纳奥德(V. du Vigneand,1901-1974)于1953年合成了第一个天然多肽激素(他因此而获得了1955年度的诺贝尔化学奖),英国的桑格(F. Sanger,1918-)于1955完成了胰岛素的全部测序工作(他因此而获得了1958年度的诺贝尔化学奖)之后,人工合成胰岛素就成了一项世界性的热门课题。据媒体报道,1955-1965年间,在世界范围内共有10个研究小组在进行胰岛素的人工合成 。
研究路线的确定 1956年,即在桑格因率先测定了牛胰岛素的化学结构,并由此而获得了诺贝尔奖的第二年,另一位英国著名科学家在国际权威的《自然》杂志评论文章中预言:“人工合成胰岛素还有待于遥远的将来”。在这种情况下,1958年的上半年,中科院上海生化所的科技人员提出研究“人工合成胰岛素”这一意义重大、难度很高、国际上还没有人开始研究的基础科研项目。
然而,对于一个蛋白质的合成来说,必须拿到了与天然物的生物活性和结构完全相同的纯产物,才能算得上实现了它的全合成。由于胰岛素分子不但化学结构复杂,而且还具有蛋白质分子的特定构象。因此,人工合成胰岛素不仅要完成肽链的合成,而且还要求使合成的肽链能够折叠成具有与天然胰岛素同样构象的活性分子。而当时的胰岛素的“家族”中,牛胰岛素是唯一被测定了化学结构的,于是便作出了人工合成牛胰岛素的审慎抉择。
这一重大基础科研项目一经提出,立即得到中国国家领导的重视。在王应睐所长的同意和支持下,决定将已有的由钮经义领导的蛋白质人工合成组、曹天钦领导的蛋白质结构功能组和邹承鲁领导的酶组联合起来,成立一个由曹天钦任组长的“五人领导小组”,采用五路进军的方案,即1、抓住天然胰岛素A、B链拆合的关键;2、加强多肽的合成力量,发展多肽合成;3、组织生产原料氨基酸和多肽合成试剂;4、开展有关胰岛素构象的研究,并从胰岛素酶解产物中分离纯化天然肽段,以期用作化学合成或酶促合成更大肽段的原料;5、开展肽链的酶促合成和转肽反应的研究,向着牛胰岛素人工合成研究的成功彼岸挺进。
研究过程
按照这个方案积极组织人员,使各项研究工作很快顺利展开。首先,在沈昭文的指导下,氨基酸的生产工艺建立起来,胰岛素B链中几个小片段人工合成完成;其后,杜雨苍、张友尚等发现:天然胰岛素A、B链经S—磺酸化后,不仅能分离纯化得到稳定产物,而且容易进行A、B链的重组,并得到有5~10%的胰岛素活性产物。1959年的这一成功,奠定了胰岛素合成可以采用化学合成A、B链的路线,至此,胰岛素的合成研究取得了初步的进展。在此后的几年里,虽投入了“大兵团作战”,但并未取得实质性突破。
直到1963年,邹承鲁领导研究的天然胰岛素A、B链重组生成胰岛素的产率,由原来的5~10%提高到50%左右;1964年,钮经义、龚岳亭领导的多肽合成组人工合成B链。并与天然A链重组构建胰岛素获得成功;1965年,中科院有机所和北京大学化学系合作,由汪猷和邢其毅领导的联合研究小组完成了胰岛素A链的化学合成,上海生化所化学合成的胰岛素B链进行重组取得成功,并
中国科学家成功合成牛胰岛素
中国科学家成功合成牛胰岛素
纯化得到了具有与天然胰岛素完全相同的比活性和抗原性的人工合成牛胰岛素结晶,且其结晶形状和酶切图谱也与天然物相同。人工合成胰岛素的成功,宣告了中国科学工作者历经八年的科研攻关,夺得了这项科学竞赛的“世界冠军”。
随后,由曹天钦主持起草论文,将这一重要科学研究成果首先以简报形式发表在1965年11月的《中国科学》杂志上,并于1966年4月全文发表。
科学意义
人工合成牛胰岛素是科学上的一次重大飞跃,它标志着人工合成蛋白质时代的开始;是生命科学发展史上一个新的重要里程碑.在揭示生命奥秘的伟大历程中迈进了可喜的一大步。同时,它也是中国自然科学基础研究的重大成就。 |