中国人工合成牛胰岛素

人和动物的胰脏内有一种岛形细胞,分泌的激素叫胰岛素,具有降低血糖和调节体内糖类代谢的功能。胰岛素的分子具有蛋白质所特有的结构特征,被公让为典型的蛋白质。蛋白质是生命体内不可缺少的物质,人体内蛋白质约占三分之一,其总量仅次于水。生命活动主要靠蛋白质来体现，因此,蛋白质研究一直被险为破解生命之谜的关节点,而攻克人工合成蛋白质成为各国科学家的一个重要研究课题。1953年,英国生物化学家桑格(Frederick Sanger)宣称破译出牛胰岛素的全部结构--由17种、51个氨基酸组成的两条多肽链,这是人类第一次搞清种重要蛋白质分子的全部结构,他因此获得 1958 年的诺贝尔化学奖。

我国的牛胰岛素研制工作始于1958年8月。当时中国没有任何蛋白质合的经验,连胰岛素配套的17种氨基酸都需要进口。欧美国家对我们进行了封锁苏联也因为中苏关系恶化撤走援华专家,一切都要从零开始。科学家们克服重重困难,进行了艰苦的创造性的研究。1958年12月底,人工合成牛胰岛素项目正式启动,上海生物化学研究所、中国科学院上海有机化学研究所、北京大学化学系有机教研室合作开展研究。几个单位分工,各自带领一批人分头探路。

胰岛素分子由A、B两条链组成,A链有21个氨基酸,两条链通过两个二硫键连在一起。胰岛素分子还具有空间结构,可以整齐地排列起来形成肉眼可见的结晶体。人工合成牛胰岛素,首先要把氨基酸按照一定的顺序连接起来,分别组成 A链、B链,然后把两条链连在一起,这是一项复杂且艰巨的工作。按照分工,有机化学研究所和北京大学化学系负责合成A链,生物化学研究所负责B链,并且在周密研究的基础上确立了合成牛胰岛素的程序。然而,当时普遍存在的急于求成的心理和三年自然灾害都对研究的开展产生了不利影响,大兵团合作告一段落。

1963年,中科院再次开始这项研究,并且将研究人员精简到 20 多人。在以后的几年里,20多位科学家废寝忘食、夜以继日地工作。他们不断总结经验,发扬队协作的精神,在经历600多次失败、经过200多步的化学合成后，1965年9月17日,世界上首批人工合成的牛胰岛素结晶,在新中国科学家的手中诞生了。同年11月,牛胰岛素人工合成科研成果顺利通过了国家科学技术委员会的鉴定,这是世界上第一个人工合成的蛋白质,标志着人类在认识生命、探索生命奥秘的征述中,迈出了关键的一步。1965年12月17日,《人民日报》发表社论,宣布“我国在世界上第一次人工合成结晶胰岛素”。这项重要成果轰动了全世界,获得了国际同行的一致认可。

这个成果促进了生命科学的发展,开辟了用人工合成方法研究蛋白质结构与功能的新阶段,推动了我国胰岛素分子空间结构和作用原理的研究,使我国的胰岛素研究形成了具有中国特色的体系,并培养了一批优秀的蛋白质和多肽的研究人才。成功合成牛胰岛素也为我国蛋白质的实际应用开辟了广阔的前景,为多肽合成的制药工业打下坚实的基础。至今,胰岛素一直作为治疗糖尿病的特效药被广泛应用。1979年,我国人工合成牛胰岛素研究集体的代表钮经义被杨振宁等科学家推荐为诺贝尔化学奖的候选人,1982年,这项研究成果获得国家自然科学一等奖。

中国人工合成牛胰岛素的历程包含以下思政元素:

(1)民族自信心。中国科学家合成的牛胰岛素是世界上第一个人工合成的蛋白质,标志着人类在认识生命、探索生命奥秘的征途中迈出了关键的一步,这说明优秀的中国人一样可以站在生命科学研究的最前沿。

(2)家国情怀。在各项条件都非常艰苦的年代,我国科研人员在零基础的情况下,废寝忘食、夜以继日,这种勇攀高峰的勇气和艰苦奋斗的精神源于科研人员的爱国情怀和社会责任感。

(3)制度优势。把国内最顶尖的专业人才集中起来进行科学攻关并很快取得成功,这体现了集中力量办大事、造福于民的制度优势。

(4)拼搏精神。经历了600多次失败,经过200多个步骤,科学家们才成功合成牛胰岛素,充分体现了他们百折不挠的意志和拼搏精神,也说明了科学研究的艰巨性。

(5)团队合作。这项成果是在20多名科研人员的共同努力下取得的,而非个人单打独斗的结果,体现了团队合作的重要性。

(6)科学精神。急于求成的心理对研究产生不利影响,是因为这种做法只注重主观意志,而没有尊重事物发展的客观规律,成功的实践是合规律性与合目的性的统一,要重视、尊重科学规律。

(7)国际视野。取得类似的重大研究成果对于国家增强综合实力、提升国际地位。