杜雨苍-我国完成世界第一个蛋白质合成,却与诺奖失之交臂
1965年9月17日,以王应睐为首的中国科研团队,完成了结晶牛胰岛素的全合成
经过严格鉴定,它的结构生物活力物理化学性质结晶形状都和天然的牛胰岛素完全一样。
钮经义、龚岳亭、邹承鲁、杜雨苍、季爱雪、邢其毅、汪猷、徐杰诚、陆德培等9人为主要完成人。这是世界上第一个人工合成的蛋白质中国有几个诺贝尔奖。
胰岛素(insulin)是一种蛋白质类激素。它是人体内唯一能降低血糖的激素,也是唯一同时
促进糖原、脂肪、蛋白质合成的激素。它的分子量较小而结构比较复杂,所以在蛋白质的结构与功能研究中占有特殊地位。
1921年,加拿大外科医生Frederick Grant Banting首次从狗的萎缩胰脏中提取了胰岛素,并将初步纯化的动物胰岛素成功地应用于糖尿病患者。基于该项研究成果,Banting与Macleod获得1923年诺贝尔医学和生理学奖。胰岛素的发现被认为是糖尿病研究史上的里程碑,它激发了各个相关领域科学家的兴趣。
从胰腺中提取的胰岛素经纯化得到结晶后,英国科学家 FrederickSanger 从1945年起, 经过10年的研究,于1955年报道了牛胰岛素的一级结构。因为他测定了生物体中第一个蛋白质的一级结构,而获得了1958年诺贝尔化学奖。此后他又测定了猪、羊胰岛素的一级结构。
牛胰岛素的一级结构
胰岛素是由A链和B链两条肽链共51个氨基酸残基组成的生物大分子。其种族差异,只在A 或B链中的个别氨基酸残基有所不同。A链含有11种21个氨基酸残基,N-端为Gly,C-端为Asn。A 链的6位和11位上的两个Cys通过二硫键相连成环;B链含有16种30个氨基酸残基,其N-端为Phe,C-端为Ala。A链和B链又通过两对二硫键互相连接成胰岛素分子。
1958年,我国科学家大胆提出了合成胰岛素的课题。当时在国际上合成的最大多肽是促肾上腺皮质激素的十三肽片段。而胰岛素是一个蛋白质,不仅分子量大而且结构非常复杂,分子中含有三对-S-S- 键。胰岛素合成涉及有机合成、化学与生物分析、生物活性等方面。其工作量之大、难度之高是生物化学与有机化学领域中前所未有的。
中国科学院上海生物化学研究所上海有机化学研究所北京大学化学系三个单位经过通力合作下,历时6年,终于1965年9月得到了全合成的牛胰岛素结晶。全合成实验重复了四次均得到了牛胰岛素结晶。
人工合成结晶牛胰岛素是世界上第一个合成的蛋白质,是人类在探索生命奥秘的征途中向前迈进的一大步
人工合成结晶牛胰岛素的成功,有力地证明了蛋白质的一级结构决定其高级结构的科学论断。这是蛋白质合成和蛋白质结构与功能关系研究中的重大发现。
人工合成结晶牛胰岛素的成功是我国在基础理论研究中取得的重大成就,在国际上显示了我国科学家的智慧和能力。Science杂志评论我国胰岛素的全合成的成就是在蛋白质合成领域中由量到质的转变。
这项伟大成就为何没能获得诺奖?
对于这一举世瞩目的伟大成就,诺贝尔奖得主,著名物理学奖杨振宁先生在上世纪70年代曾三次提议要为中国的胰岛素工作提名诺贝尔奖,前两次均被拒绝,理由是资产阶级的奖,我们不要。
第三次提议,已是1978年底,改革开放已经开始,这次提议受到了重视,中科院召开“胰岛素人工全合成总结评选会议”,主要目的是为了确定诺贝尔奖候选人。
胰岛素工作的参与者人数非常多,骨干成员就有十余位,究竟哪些人的功劳更大?经过长时间的小组讨论和多方面的考虑,中国科学院上海生物化学研究所上海有机化学研究所
北京大学化学系这三个单位的四个小组,每小组2人:
生化所拆合组:邹承鲁杜雨苍
生化所B链组:钮经义龚岳亭
有机所A链组:汪猷徐杰诚
北大化学系A链组:季爱雪邢其毅
但是8个人太多了,众所周知,诺贝尔奖的每个单项的获奖人数不能超过3人。于是进一步从这8人中选出代表。经过多番斟酌,最后每个小组只留了一名代表,分别是:钮经义邹承鲁季爱雪汪猷
可是4个人还是多了,虽然有参与者提出“宁要大协作,也不要诺贝尔奖金”,但这种意见遭到否决。
德国(西德)亚琛工业大学的Helmut Zahn和美国匹兹堡大学的Panayotis Katsoyannis,在胰岛素人工合成方面也取得了很好的成绩,他们在1964年掌握了合成胰
岛素的正确策略,并合成出胰岛素,早于中国科学家团队。但是他们都没能拿到胰岛素结晶,合成的胰岛素活力很低。相比之下,中国科学家的最终完成度却要高得多。
因此,最后决定:“推荐钮经义同志代表我国参加人工全合成研究工作的全体人员申请诺贝尔奖。”
然而,人工合成牛胰岛素这项工作未能得到诺奖青睐,最终与诺奖失之交臂。
人工合成牛胰岛素的成就无疑是伟大的,但是,1958年,FrederickSanger 因测得牛胰岛素一级结构而获得诺贝尔奖,胰岛素一级结构的测定,已经预示了人工合成在望,这或许是人工合成牛胰岛素未能获奖的主要原因。
虽然未获得诺奖的肯定,但人工合成结晶牛胰岛素的成功,是我国在基础理论研究中取得的重大成就,在国际上显示了我国科学家的智慧和能力,尤其是在那个困难的年代里。他们的精神,永远值得我们继承和发扬

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