人工合成牛胰島素 一段被銘記的歷史

寧遠

20世紀50年代，蛋白質是世界生物化學領域研究的熱點。1955年英國科學家F·桑格開辟了人類認識蛋白質分子化學結構的道路，因此獲得了1958年諾貝爾化學獎，但要想人工合成是非常困難的事情。

1958年8月，中國科學院上海生物化學研究所的科研人員提出研究“人工合成牛胰島素”。1959年，該項目獲得了國家重大科學技術項目立項，起初設定的完成期限為20年，然而在那個急需證明中國實力的特殊年代，參與項目的科學家決定把日期縮短為5年。

當時確定采用“大兵團作戰”的研究方式，參與研究的人員知道這場戰斗將異常艱難，只是當真正投入到研究工作中時才發現，困難遠比想象的大得多。那個時候中國沒有任何蛋白質合成方面的經驗，除了制造味精之外，甚至沒有制造過任何形式的氨基酸，更不用說比氨基酸更加復雜的多肽合成，一切都是從零開始，摸著石頭過河。

胰島素配套的17種氨基酸，都需要進口，然而就在項目開始的前一年，中蘇關系走向冰點，蘇聯援華專家被撤走，當年歐美國家正在全力想把新中國扼殺在搖籃里，絕不可能從這些國家進口到合成牛胰島素所需要的氨基酸。

年輕的科學家們用幾個月的時間親手建起了專門合成氨基酸的廠房，保證研究過程中氨基酸的供應。因陋就簡，在一座老的大樓屋頂上搭起一個棚，科學家們自己戴防毒面具去生產。盡管克服了重重困難，但是真正進入實際操作研究之后，科學家們才發現，科學研究是非常具體的現實。

1960年1月，在全國第一次生化學術會議上，鄒承魯小組的年輕科學家杜雨蒼代表全組發表了天然牛胰島素拆合研究的研究成果，震驚了參會的所有人，但由于保密需要，這個重大研究成果并沒有在國際上發表，也使之與諾貝爾獎擦肩而過。1961年，美國科學家安芬森完成了即核糖核酸酶的二硫鍵的拆開和重建連接的工作，因此而獲得了1972年諾貝爾化學獎。

初戰告捷，證明設定的研究方向是正確的，參與的每個人都振奮異常。為了充實研究隊伍，相關部門又從當年的畢業生里面挑選了300多從生物或者是化學專業畢業的大學生參加牛胰島素的合成研究工作。

初生牛犢不怕虎，剛走出校園的畢業生們想當然地以為合成蛋白質多肽是一件非常簡單的事，只是將兩段多肽倒到一起就是合成了一個新的多肽。很快，有團隊宣布合成了A鏈，而別的團隊不甘落后，隨后也宣布研究出了有活力的人工胰島素。然而這些憑借著一腔熱血想出來的發明在進入應用階段全部宣告失敗。原本團結協作的大兵團作戰，在擴軍后卻成了一盤散沙。同時因為三年自然災害的影響，新中國人工合成牛胰島素的研究工作從1960年開始陷入到了困頓之中。

1964年，中國科學院經過一段時間的深入調研后，決定改革，《國家科學技術委員會黨組、中國科學院黨組關于自然科學研究機構當前工作的十四條意見（草案）》發布，其中很重要的一條建議就是精簡機構，集中優勢力量和資源，進行重點攻關。這樣開端良好的人工合成牛胰島素的研究工作又可以繼續進行了。

根據工作需要，原本幾百人的人工合成牛胰島素的研究團隊精簡為一個20人左右的精干團隊。很快振奮人心的捷報傳來，牛胰島素A鏈和B鏈成功合成，標志著人工合成牛胰島素的研究工作進入到了最后階段——A鏈和B鏈成功連接產生出與天然牛胰島素相同的蛋白質。最后合成A鏈和B鏈的重擔壓到了杜雨蒼的肩上。經過不分晝夜的實驗，1965年9月3日，杜雨蒼完成了A鏈與B鏈的人工全合成實驗。

合成物冷藏14天后，1965年9月17日清晨，杜雨蒼小心翼翼采集了一份樣品，采用高倍顯微鏡檢驗合成結果，項目組所有人都在翹首等待奮斗了6年多的結果揭曉。

顯微鏡下，一個個完美的六面體結晶體晶瑩透明，像寶石一樣在透明的溶液當中閃閃發光。“完美的結晶，我成功了。”當杜雨蒼抑制不住內心的喜悅喊出看到結晶時，整個實驗室沸騰了。距離成功僅剩最后一步，還需要將結晶配成劑量后在小白鼠身上檢驗活性。

參與合成工作的龔岳亭先生回憶說：“當小白鼠開始抽筋亂跳的時候，整個實驗室在場的人都開始歡呼起來，情不自禁地擁抱慶祝，那實在是一個無法用語言來形容的激動時刻。”自此，人工合成牛胰島素研究圓滿完成。

這是世界上首次人工合成蛋白質。經鑒定，人工合成的牛胰島素和天然的牛胰島素具有相同的物理化學性質以及生物活性。1966年4月，國際生化學會邀請王應睞、鄒承魯、龔岳亭作為華沙歐洲生化聯合會議的演講者，向全世界宣讀這一偉大的勝利成果，轟動了全世界。

中國人工牛胰島素的合成得到了國際同行們的承認，雖然最后這次重大的研究成果因為種種原因與諾貝爾獎失之交臂，但是這項重大的科學成果，為造福人類、保障生命健康做出了巨大貢獻。

來源|大美科學