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人工合成胰島素

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1902年,倫敦大學醫學院的兩位生理學家Bayliss和Starling在動物胃腸里發現了一種能刺激胰液分泌的神奇物質。他們把它稱為胰泌素。這是人類第一次發現的多肽物質人工合成胰島素,由於這一發現開創了多肽在內分泌學中的功能性研究,其影響極為深遠,諾貝爾獎委員會授予他們諾貝爾生理學獎。

1簡介

1931年,一種命名為P物質的多肽被發現,它能興奮平滑肌並能舒張血管而降低血壓。科學家們從此開始關注多肽類物質對神經系統的影響,並把這類物質稱為神經肽。
1953年, 由Vigneand領導的生化小組第一次完成了生物活性肽催產素的合成。此後整個50年代的多肽研究,主要集中於腦垂體所分泌的各種多肽激素。
1952年,生物化學家Stanley Cohen在將肉瘤植入小鼠胚胎的實驗中,發現小鼠交感神經纖維生長加快、神經節明顯增大這一現象。8年後的1960年,才發現這是一種多肽在起作用,並將之稱為神經生長因子(NGF)。

2獲獎

50年代末, Merrifield發明了多肽固相合成法並因此榮獲諾貝爾化學獎。
60年代初期,多肽的研究出現了驚人的發展,多肽的結構分析、生物功能等都相繼取得成果。
1965年中國科學家完成了牛結晶胰島素的合成,這是世界上第一次人工合成多肽類生物活性物質。 只就該成果的意義來說,當時中國的相關科研人員能獲得諾貝爾獎,但諾貝爾獎對同一成果獲獎人數有要求,可以由最主要的人員榮獲該屆諾貝爾獎,但他們認為這一成果是集體共同獲得的,不能為了沽名釣譽而把這個成果算作其中少數人的,最終沒獲得該屆諾貝爾獎。
1958年,中國科學院在王應睞、曹天欽、鄒承魯、鈕經義、沈昭文等先生的帶領下,提出了「世界上第一次用人工方法合成的蛋白質在中華人民共和國實現」的宏偉目標。這一建議立即得到國家和上級領導的大力支持。1958年12月底,中國正式啟動人工合成胰島素課題。       然而在1958年,有關蛋白質的研究領域集中於它們的生物功能、物化性質,對結構—功能關係的了解不夠深入,對化學合成蛋白質則更是知之不多,充滿著「神秘色彩」。中國選定胰島素作為人工合成蛋白質的對象時,究竟有沒有可能實現,還是一個未知數。例如,必須解決胰島素分子中三個硫硫鍵拆開后能否再重合成原來的胰島素,因為它是雙鏈的蛋白質分子。這一問題能否解決關係到合成方案的選擇。
1959年初,人工合成胰島素的工作全面展開。首先是由鈕經義、沈昭文、龔岳亭幾位研究人員組織有關人員解決了氨基酸的大量供應的問題。天然胰島素的拆合工作在鄒承魯的指導下幾經波折得以解決,為全合成胰島素奠定了基礎……

3研究

經過短短7年時間,1965年,中國科學家終於完成了結晶牛胰島素的合成,它有著極為深遠的意義。由於蛋白質和核酸兩類生物高分子有生命現象中所起的主要作用,人工合成了第一個具有生物活力的蛋白質,便突破了一般有機化合物領域到信息量集中的生物高分子領域之間的界限,在人類認識生命現象的漫長過程中邁出了重要的一步。最後,合成胰島素工作的簡報發表於1965年《中國科學》(Science China)。
胰島素的全合成開闢了人工合成蛋白質的時代。結構與功能研究、晶體結構測定等結構生物學亦從此開始。多肽激素與類似物的合成,在闡明作用機理方面提供了嶄新的有效途徑,並為中國多肽合成製藥工業打下了牢固的基礎。

4成果

由於生物化學與分子生物學發展史上幾個裡程碑的工作都是以胰島素為對象的,不少科學家因此而獲得諾貝爾獎。例如,Banting和Best於1921年發現的胰島素為第一個蛋白質激素,可作為治療糖尿病的特效藥物,因此獲得諾貝爾獎。1966年,胰島素工作發表后,也在國際上引起極大轟動,有上百名著名科學家來信祝賀。英國電視台在黃金時間播出了中國成功合成人工結晶胰島素的消息,《紐約時報》也用大篇幅報道了這一消息。它被認為是繼「兩彈一星」之後中國的又一重大科研成果。

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