人工合成牛胰島素誰的貢獻最大?科技創新70年·曆程本報記者 張佳星，今天小編就來聊一聊關于人工合成牛胰島素誰的貢獻最大?接下來我們就一起去研究一下吧!

人工合成牛胰島素誰的貢獻最大

科技創新70年·曆程

本報記者 張佳星

1958年，胰島素化學結構的解析工作獲得諾貝爾化學獎。《自然》發表評論文章說：合成胰島素将是遙遠的事情。

可能是在同時，遙遠的中國卻正式開啟了這個“遙遠”的事情——人工合成胰島素。

幾年後，由中國科學院生化所、有機所以及北京大學精幹技術力量組成的中國團隊成功将“遙遠”鎖定為7年。後來的《科學》雜志登載了題為《紅色中國的胰島素全人工合成》的數頁長評。

國際學界認為的遙遠究竟有多遠？一個完整的胰島素分子由51個氨基酸組成，可以理解為51塊“拼圖”，但與實體拼圖不同的是，每一塊和另一塊都可能由于化學鍵的“相互吸引”而結合，進而産生無限可能。研究者一面要“攔”着錯的結合，同時還要探索促成對的結合的最佳條件。此外，對于化學合成多肽來說，“51”在彼時是個天文數字。

重重困難讓這個“遙遠”遙不可及，然而，中國用7年的堅持不懈，通過人工合成胰島素登頂化學合成之巅。

蹚出一條“A、B”路

這是一條被國外科學家從理論上證明不可能走通的路。“胰島素是一個蛋白質，不僅分子量大而且結構非常複雜，分子中含有三對雙硫（-S-S-）鍵。胰島素合成涉及有機合成、化學與生物分析、生物活性等方面。其工作量之大、難度之高是生物化學與有機化學領域中前所未有的。”參與人工合成胰島素研究工作的北京大學教授葉蘊華說。

胰島素的一級結構分子式看起來像個兩層的“衣架”，最上面的提手是一個雙硫鍵，上層鍊（A鍊）和下層鍊（B鍊）由兩個雙硫鍵連接。

美國化學家考斯曼曾從相對概率的角度計算過，如果以A、B鍊為元件進行合成，A鍊與B鍊不僅可以A1B1的方式結合，而且可以AnBm等各種可能的方式結合，這使得A鍊與B鍊“随機碰撞”後有無限多種可能，相應地其中正确胰島素結構的可能性就微乎其微。這樣的證明以及其他嘗試者的失敗使得西方學界對于合成胰島素持悲觀的态度。

悲觀者往往正确，樂觀者卻往往成功。

中國團隊的樂觀不是無源之水。葉蘊華回憶：1959年初上海生化所鄒承魯課題組的杜雨蒼、張友尚等開始探索天然胰島素的拆分與重組合。他們的拆、合研究經曆了多次失敗後，于1959年3月出現了好的苗頭：重新氧化拆開後的胰島素A、B鍊的混合物能表現出天然胰島素0.7%—1%的活力。

事實勝于雄辯。混合物的活力占比遠比概率分析的高很多。通過在适當條件下氧化被還原的A鍊和B鍊，生物活力的恢複可達50%。在1961年發表的相關論文中，研究人員明确指出，“充分苄基化了的胰島素衍生物能恢複活力這一事實，說明可以通過人工合成的A鍊與B鍊最後合成胰島素”。

“從當時的國際學術環境看，雖然由于上世紀50年代的代表性工作使蛋白質合成成為當時世界生物化學領域的研究熱點之一，但有關探索性工作還僅限于少數人在開展。人工合成蛋白質研究尚處在起步階段。”中國科學院上海生命科學研究院生物化學與細胞生物學研究所所長劉小龍表示，胰島素的合成不僅是開創性工作，還是逆勢而為的開創性工作。

活性！活性！活性！

1965年9月17日，上海市嶽陽路320号牽動着參與這一研發工作的所有人的心，但能進入現場的卻隻有少數幾人。

“施溥濤代表北大，張偉君代表有機所與生化所杜雨蒼等少數人進行實驗，其他人隻能在實驗室外面等待結果。”葉蘊華仍然記得不能進入現場時的焦急心情。

終于，杜雨蒼走出了實驗室，手中捧着晶瑩透明的人工全合成牛胰島素結晶。一張經典的照片記錄了合成成功的情景，小白鼠在注射天然胰島素和人工合成胰島素後均發生驚厥，研究人員記錄它們的驚厥時間和狀态，小鼠的驚厥證明了人工合成胰島素擁有天然胰島素的活性。

經過一系列的檢測，最終證明，中國團隊在世界上第一次人工全合成了與天然胰島素分子化學結構相同并具有完整生物活性的蛋白質，且生物活性達到天然胰島素的80%。

“胰島素合成是一個複雜的系統工程。它是由51個氨基酸通過200多步化學反應而合成的具有生物活力的蛋白質。合成中每一個步驟都會影響最後的成敗，因此對每一步反應都必須嚴格把關。每一步的産物均經過嚴格鑒定合格後才能開啟下一步。”葉蘊華說。

活性取決于每個分子基團的狀态和位置，因此人工合成的每一步都是在對分子基團進行操作，其對精準度的要求可想而知，外界條件、溶液濃度等都不能差池半分，任何一步都決定之後的“活性”。

在沒有高精度儀器輔助的情況下，在沒有質譜、核磁共振等現代光譜分析手段作為“敏銳的眼睛”判斷正誤的情況下，一切都依靠科研人員的大國工匠精神。“玻璃滴管頭拉得比發絲還細，以便精細調節溶液的pH值。”葉蘊華對一次合成A鍊時的實驗操作記憶猶新，“粗調”後的“細調”是根據精細pH試紙的顔色，現場讨論是否要再多加一滴堿或一滴酸，項目組帶頭人汪猷親臨現場指導。

“在合成過程中，制備的大多數肽段均使用兩種或兩種以上不同的路線或方法，得到小肽後的分析數據的理論值雖然事先都經過仔細的計算，但是結果出來後，汪猷先生還要親自再用計算尺（當時尚無計算器）複審。”葉蘊華說。

“一步出錯即滿盤皆輸。”劉小龍用最精當的話語總結出這一研究的艱難險阻。

這絕非單純的研究興趣使然，也非一味追逐科學發展的前沿熱點所緻。1961年，時任國務院副總理的聶榮臻到生化所視察時表态：“你們做，再大的責任我們承擔，人工合成胰島素100年也要搞下去。”

“強烈的民族責任心、高度的國家使命感無疑是驅使科研人員敢于作為、勇于創新、不懼困難，立志為國争光的強大精神動力。”劉小龍說，“正是将國家利益置于首位，勇于為國擔當，才使科研人員能夠以超乎尋常的膽識做大我國科技事業發展的格局。”

提到人工合成胰島素，國人總是糾結于它未曾得到諾獎認可。“不搞上海的胰島素，不搞北京的胰島素，一心一意搞出中國的胰島素”，這句擲地有聲的話語及其被強有力的執行說明了一切。可以說，人工合成胰島素是一個諾獎難以诠釋的協作成果。

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