1966年,中国科学家首次人工全合成具有全部生物活性的结晶牛胰岛素。让我们听王志珍院士讲述在上世纪60年代,人类在蛋白质科学研究中跨出的重要一步。我是中国科学院生物物理研究所研究员王志珍。我是一名研究蛋白质的生物化学家,我的研究生涯是从胰岛素研究开始的。今天我跟大家来谈一谈,半个世纪以前,中国科学家在人工合成胰岛素的创举中,一个少为人知的科学故事。
说起蛋白质,很多人就会想起高蛋白的食物,牛奶、鸡蛋、鸡鸭鱼肉、虾。不错,蛋白质是我们人体的必需营养。什么是蛋白质呢?用革命导师恩格斯权威的哲学语言来说,“生命是蛋白体的存在形式”。用科学语言来说,“蛋白质是生命活动的主要承担者”。
蛋白质是一种生物大分子,由各种各样的氨基酸组成。上图中,不同颜色的珠子代表不同种类的氨基酸,它们之间通过一种叫做“肽键”的化学键联系起来,形成肽链。肽链就是蛋白质的一级结构,没有活性。只有当它在空间盘缠卷曲、折来折去,形成特定构象,才能获得生物学活性,成为蛋白质分子。
1958年,中国科学院上海生物化学所为了向国庆十周年献礼,决定做一个有分量的项目,要“合成一个蛋白质”。这的确非常有分量,因为当时世界上没有成功的先例。有很多人经常把这件事情,说成是中国人跟诺贝尔奖擦肩而过、失之交臂的一个工作。有那么多蛋白质,合成哪个呢?摆在中国科学家面前的选择其实就一个:胰岛素。因为胰岛素是当时唯一一个氨基酸序列已知的蛋白质。
经过7年多的辛勤奋战,1966年,中国科学家人工全合成了具有全部生物活性的结晶牛胰岛素,右上角是合成的牛胰岛素的结晶;右下角是通过小白鼠惊厥测定胰岛素的活性。《人民日报》报道了这项工作。在理论上几乎得不到的情况下,为什么邹承鲁小组能够得到相当高产率的天然胰岛素呢?当时他们总结的原因是,“在所有可能的重氧化产物当中,胰岛素结构还是一种比较稳定的结构,甚至在各种AB异构物之中,还是最稳定的结构之一。”
这就是我今天要给大家讲的,胰岛素合成背后的蛋白质折叠的故事。谢谢大家。