【科技】中国开创人类合成蛋白质先河
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现在,在中国科学院上海生命科学研究院生物化学和细胞生物学研究所内,老所长国王在院士生前的办公室陈列如昔,科研人员每次经过这里,总是行礼。 当时参加胰岛素项目的老科学家们去世了,即使是当时没毕业就参加项目的大学生,也已经超过了古稀,鬓角雪白。
当时,作为参与胰岛素合成事业的主要贡献者之一,生物化学和细胞生物学研究所的九旬院士张友尚最近获得了访问时的回忆,1965年,在极其苛刻的条件下,中国科学院生物化学研究所、中国科学院有机化学研究所、北京大学等机构,6年 这是人类历史上第一个合成蛋白,也是迄今为止中国最接近诺奖的。
9月17日,人工全合成结晶牛胰岛素将迎来50岁生日。
尽力摘果实。
现在,所内的实验室里,先进的仪器设备齐全,研究者可以根据自己的课题,从庞大的资源库存中选择相关试剂和材料。 半个世纪前,中国没有制造过高纯度的蛋白质构成成分氨基酸,谈了什么相关科研资源? 很明显,世界上第一个蛋白质(牛胰岛素)的合成首先面临着无米煮饭的课题。
1957年10月4日,前苏联在拜科努尔发射场成功发射了世界上第一颗人造卫星。 知道这件事,中国的科学研究者都希望释放科学卫星,从而攀登科学高峰。
第二年6月,生物化学所长王应佑召集了9名所内研究员,决定召开高研小组讨论会,找到科学研究的突破口。 会议上有人呼吁合成蛋白质,主要目标是1955年英国科学家桑格完成初级结构测定的牛胰岛素。 当时参加会议的生物化学所研究员邹承鲁相继出现了各种想法,又一个个被否决了。 迄今为止,谁先提出了世界上第一个人工合成的蛋白质在中国实现的目标,几乎还不清楚。 我记得这个提案受到大家的称赞。
选择这个课题,确实考虑了很多。 首先,胰岛素是蛋白质类激素。 它是人体内唯一降低血糖的激素,也是促进糖原、脂肪和蛋白质合成的唯一激素。 牛的胰岛素是当时人类完成初级结构分析的唯一生物蛋白。 由51个氨基酸组成,分子量小,但分子呈立体结构,还具有3对二硫键,结构型非常多,复杂,在蛋白质结构和功能研究中占有特殊地位。
对此,引用《自然》杂志的复印件,有人异议胰岛素合成是很多复杂的系统工程,在有机合成、化学和生物分解、生物活性等方面,人工合成胰岛素还不是最近能做的。
竭尽全力跳,可能会收获果实。 赞成的声音远远多于反对。
事实上,当时我国唯一合成的简单氨基酸是谷氨酸钠,即味精。 对此,生物化学所设立了东风工厂,自制了试剂,保证了牛胰岛素合成事业的顺利进行。
1958年12月,胰岛素人工合成正式开始。 从零调制试剂到氨基酸通过200步以上的化学反应合成结晶,最终具有生物活性被认为是成功的。 合成中的各工序必须严格关闭,中间产物必须通过鉴定后用于下一步反应。 工作量多、难度大是当时生物化学和有机化学行业前所未有的。 有些人估计只有合成中使用的化学溶剂才能装满游泳池。
在物质匮乏的条件下,一家人完成这个巨大的项目,显然是不可能的任务。 1959年3月,生物化学所与北大合作,在北大合成了21个氨基酸组成的胰岛素蛋白a链,生物化学所负责了30个氨基酸组成的b链。
大兵团作战受挫了
科学研究与工业生产不同,人海战略经常相反。 目前,高创造性的科研项目经常使用精干团队战略,由骨干主导,各团队规模控制在2~8人,精细分工、重新合作,提高科研效率。
上世纪50年代后期的大跃进使胰岛素合成项目从1960年1月开始一次进入大兵团作战阶段。
5月,相关研究所派遣了300多名科学研究者和学生,组成了多个混合编队。 同时,大兵团的数量持续增加。
大兵团一天采取两班制,建设事业流水线。 大部分人除了每天睡几个小时外,其他时间都在实验室度过,把被子搬到实验室,不怕有毒有害物质威胁健康。 6月,人工合成的a链、b链终于正式汇合了。 遗憾的是,人工a链、人工b链的全合成没有表现出本来的活力。
现在北京大学化学分子工程学院的叶欣华教授想起参加研究的同学们怀着革命的热情,不分昼夜加班。 但是他们不理解为了明确合成物的结构和纯度,必须经过很多分解手段。 如果用没有严密分解鉴定的中间体进行以下反应,就不能确定是否是期待的目标物。 事实表明各单位的大兵团作战没有取得预期的结果。
大兵团作战的规模搜索效果甚微,于是偃旗鼓起,恢复了前一步一步的脚印状态。 1963年8月,生物化学所、有机所、北大在国家科学委员会的指导和协调下再次合作,北大合成a链前9肽,有机所合成a链最后12肽,生物化学所依然合成胰岛素b链全肽,a链和b链组合 1965年9月17日清晨,人工全合成牛胰岛素晶体出现在实验室显微镜下,与天然牛胰岛素一模一样。 在随后的小鼠惊厥实验中,人工胰岛素的生物活性达到了天然胰岛素活性的80%。
十三年内两次诺奖和肩膀擦伤
每年秋天,诺奖的颁奖总是打动国民的心。 迄今为止,我国没有本土科学家获得自然科学行业的诺奖。 人工全合成结晶牛胰岛素的成果,磨破了诺奖和肩膀。
文革期间,1973年11月,美国华人、诺贝尔物理学奖获得者杨振宁致函中国科学院,提名生物化学所、有机所、北大代表各一人,表示计划共享1974年的诺贝尔化学奖。 但是,由于各种各样的理由,这项事业被搁置了。
1978年9月,杨振宁再次建议邓小平指定胰岛素合成事业诺奖。 中国科学院召开了胰岛素人工全合成总结评选会议,决定申请诺奖。 各有各的
五比以上更好,更好。 更这些,更把这些,更结合,实践同样更把这个和更把这个和更把这个和更把和把和把和把和把和把和把一个和把一个和把一个55
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