“生命”是怎么回事
“生命”是怎么回事
蛋白质被誉为生命的“基础”:有生命的地方,就有蛋白质。蛋白质和核酸组成蛋白质体。恩格斯曾深刻论述了蛋白质与生命现象之间不可分割的关系。他说:“生命是蛋白质体的存在方式”。无论是什么地方,只要我们遇到生命,我们就会发现生命是和某种蛋白质体相联系的,而且无论在什么地方,只要我们遇到不处于解体过程中的蛋白质体,我们也无例外地发现生命现象。”
既然蛋白质与生命现象之间有着如此深切的联系,那么只要深入研究蛋白质,就可以回答生命究竟是怎么回事。
胰岛素,正是人们选择为突破口的一种蛋白质。原来,在人和动物的胰脏里,存在着一种小岛似的细胞,它分泌出一种激素,即为“胰岛素”。这种激素很重要,它能促进体内碳水化合物,如糖类、淀粉等的新陈代谢,并控制血液里糖的含量。人体内如缺少胰岛素,就会得糖尿病。在医学上,胰岛素是治疗糖尿病的特效药。
要想合成蛋白质就必须要知道蛋白质的结构。胰岛素是人们最先知道分子结构的蛋白质,早在19世纪初,人们就已认识到,氨基酸是组成蛋白质的基本单位,蛋白质分子是由许多氨基酸以肽键结合成的长链高分子化合物。英国科学家桑格及其共同工作者于1945年开始研究胰岛素的结构,经过10年的努力,终于测出了牛胰岛素中全部氨基酸的排列顺序。
牛胰岛素和人胰岛素的分子结构极为相似,都是由51个氨基酸组成的,两者前50个氨基酸的成分、顺序都相同,只是最后一个氨基酸不同。牛胰岛素的分子是由两条分子链组成的:一条叫A链;一条叫B链。A链由21个氨基酸组成,B链由30个氨基酸组成。两条链之间,由两对硫原子连在一起,A链中还有自己的一对硫原子。一个牛胰岛素分子,总共含有777个原子!然而,它却是现在已知蛋白质中最小的一个。
1958年底,中国科学院生物化学研究所首先进行了胰岛素的拆合工作,即将胰岛素中3个硫硫键拆开后,再通过硫硫键的结合,使之重新成为天然胰岛素活力相同的分子。天然胰岛素的拆合成功,把人工合成胰岛素的工作简化到分别合成21肽和30肽。即使这样,人工合成胰岛素仍是相当艰难的。因此,中国科学院生化研究所的科研人员前后花费了6年多的时间,在1965年9月17日,才终于向世界骄傲地宣布:世界上首批用人工方法合成的结晶牛胰岛素诞生了!这点雪白的结晶体,其结晶形状与天然胰岛素相同,生物活力与天然胰岛素相等。
1971年,我国科学工作者又完成了分辨率为2.5埃和1.8埃的胰岛素晶体立体结构的测定工作。近年来,又抽提、结晶了鸡、乌凤蛇和鲢鱼的胰岛素,另外还合成了29肽的结晶高血糖素,在合成蛋白质方面取得了一系列新成就。