中国科学家合成结晶牛胰岛素的流程

三、中国科学家合成结晶牛胰岛素的流程

胰岛素在当时,是为数不多的已经完全探索出其化学构造的蛋白质,当时的国际上最高的生物技术水平,只可以人工合成由19个氨基酸构成的多肽,要如何才能人工合成含有51个氨基酸的牛胰岛素分子呢?这是一个极其困难的科研工作,必须用大量精细而复杂的生物化学反应来实现。物理学家们正在进行着讨论和研究。在仔细梳理思路之后,他们设想,能不能首先将需要的A、B两个链分别制成,之后再连接起来,这样是不是就可以得到牛胰岛素呢?

于是,他们决定首先将天然的胰岛素大分子拆解成A、B两个链,然后将它合起来,看看能不能再次合成。这样的拆合尝试,在国外已经搞了几次,都不算成功。

我国科学家根据设想,又经过了自己的实践后,于1959年突破性地克服了这一困难。这一胜利中,还同时克服了另一个悬而未决、令人担忧的问题,这个问题就是制造出的胰岛素分子不但具有特定的化学构造,同时还拥有特定的立体构造。也就是说,胰岛素的分子结构是由51个氨基酸之间依照特定顺序所连接成的2个长链构成的,这2个链之后又依照特定的规则弯来扭去折叠起来,从而组成了立体的分子结构。把天然胰岛素拆成2个链之后,立体分子结构就开始被打开,在经过再次组合之后,所获得的新结晶,外形都和原来相似,并且拥有了相同的生物学活性。

这也表明,只要我们所合成的2条链的化学构造正确,在适当的条件下,它就会自发地根据某种规则而弯曲折叠起来,从而产生与自然胰岛素结构相似的人工合成胰岛素。

那么,怎样合成A链和B链呢?(https://www.daowen.com)

这就需要将所有氨基酸按一定的顺序,在相应的位置,逐一地连接起来。当时中国的化工科技水平、条件及设备都还非常落后,要完成如此复杂的生化工作,困难程度是可想而知的。但是,我国科研人员为了在这次竞争中获胜,组成了强大的研发阵容,1963年,由中国科学院上海有机化学研究所和北京大学共同负责人工合成A链,由中国科学院上海生物化学研究所负责人工合成B链。

人工合成了A链和B链之后,再把人工合成的A链同天然的B链有机地结合,就得出半人工合成的牛胰岛素。

到1964年,我国胰岛素合成研究终于取得了成功,人工合成的2条链结构与天然的相同,它为全合成奠定了坚实的物质基础。

最后,只需要把已经通过实验室合成技术考验的A链与B链相结合,就可以通过人工方法制备胰岛素,到1965年中国就已经实现了结晶牛胰岛素的完全人工方法制备。

我们国家对人工合成出来的牛胰岛素做了全面鉴别,其过程和要求都非常严格,证实了它们的晶体形态、生物学活力、物理化学特性以及分子结构,与自然界的牛胰岛素完全相似。当时,别的国家也有人在做胰岛素的人工合成相关方面的调研。但是他们合成的人造胰岛素活性不高,甚至没有办法结晶。在同一时代,我国的人工合成胰岛素品质好、性质优,完全超越了世界先进水平。