2024届高三一轮复习生物：人工合成胰岛素素材

“人工合成胰岛素近期不可能”，但中国科学家不相信 结晶牛胰岛素的人工全合成，充分体现了团队协作的集成优势，展示了老一辈科学家们严谨求实、无私奉献、锐意创新的科学精神和艰苦奋斗、追求卓越、敢为人先的民族气慨。今天，我们在自主创新的前进道路上，要继续发扬“胰岛素”精神。 1966年12月24日，《光明日报》头版头条的标题上出现了这样一行醒目的文字：“人类在认识生命揭开生命奥秘的伟大历程中又迈进一大步”。文内写道：“我国科学工作者经过六年零九个月的艰苦工作，在世界上第一次用人工的方法合成了一种具有生物活力的蛋白质——结晶胰岛素。” 那一天的《光明日报》头版报眉位置的“毛主席语录”似乎是有意挑选过的：“中国人民有志气，有能力，一定要在不远的将来，赶上和超过世界先进水平。”当天报纸的4版上还配发了一篇科普文章——《谈谈蛋白质、胰岛素》。 没有人想到，中国人第一个在世界上人工合成蛋白质，进一步揭开生命的奥秘。事实上，这个奥秘在一年前便已揭开—— “这个最后进行的实验是在1965年的一个清晨进行的。只有与这个实验直接有关的人员才允许观察小鼠经受第一个人工合成蛋白质处理的反应，而其他关注此事的人只能在另一间屋子里焦急地等待。当注射了合成胰岛素的小鼠惊厥实验宣布成功时，那实在是一个无法用语言形容的激动人心的时刻。”人工合成胰岛素工作的主要参与者邹承鲁撰文回忆。1965年9月17日，人类第一个人工合成的蛋白质在中国诞生，我们应该记住这个日子。 人类第一次人工合成蛋白质的希望，寄托在胰岛素身上 生命是什么？或者说，人类生命是由什么构成的？ 科学家的回答是：蛋白质和核酸。生物体的生长和发育、遗传和变异，这中间经历的生理活动或病理变化，无一没有蛋白质和核酸的参与。 已经很难确切地考证清楚，到底是谁第一个提出了那个大胆的想法。1958年，在一片亢奋的情绪中，中国人提出了许多宏伟的目标，“人工合成蛋白质”第一次进入了中国科学家的视野。“中国的科学家们也热切希望做出举世瞩目的科学成就。在当时的中国科学院上海生物化学研究所，各种各样的想法一个接一个地被提出来，经过激烈的讨论，而又一个又一个地被否决掉。”邹承鲁回忆，但有一个想法一经提出，“马上获得一致的赞同”——人工合成蛋白质。 根据人工合成胰岛素工作的另一位主要参与者龚岳亭的解释，如果能解决蛋白质人工合成的问题，能按照“订单”制造出人们所需要的蛋白质，创造出不存于自然界的蛋白质的“变种”，不仅对于深入了解生命现象与活动规律有重大意义，还可以为人类的生产实践开辟出新的天地。对于1958年以及此后数年中国各地提出的很多想法和目标，我们通常会觉得浮夸、冒进，疯狂、可笑，甚至是荒诞。但“人工合成蛋白质”，并不荒诞，并非“大跃进”。1955年，英国科学家桑格在世界上第一次测定了胰岛素的化学结构，胰岛素成为当时世界上唯一已知一级结构的蛋白质。此后，桑格因为该贡献而被授予诺贝尔奖。不过，著名学术期刊《自然》杂志当时认为：“人工合成胰岛素还不是近期所能做到的。” 但中国的科学家们不相信。既然胰岛素的结构已经弄清楚了，他们相信可以把这个大自然赋予的结构拆开并重新组合，复制大自然的“鬼斧神工”。人类第一次人工合成蛋白质的希望，寄托在了胰岛素身上。 1958年12月底，我国人工合成胰岛素课题正式启动。他们给这个课题定名为“六〇一”，意思是六十年代赶超世界先进水平的第一项科学研究。 克服艰难险阻，向希望出发 蛋白质都由氨基酸组成，氨基酸是一类含有氨基的有机化合物。通过化学反应，把一个一个氨基酸连接起来的产物，叫做肽，含两个氨基酸的叫2肽，含三个的叫3肽，含多个的叫多肽。胰岛素是由51个氨基酸所组成的两条肽链构成的蛋白质，这两条肽链分别被称之为A链和B链，A链是21肽（即含21个氨基酸），B链是30肽（即含30个氨基酸）。 当时，国际上合成的最大多肽是促肾上腺皮质激素的13钛片段，此前也只合成过一个9肽的催产素。胰岛素合成涉及有机合成、化学与生物分析、生物活性等方面，工作量之大，难度之高，前所未有。 研究团队提出了多种方案，最后选择的方案是：分别人工合成A链和B链，然后把这两条链组合起来，得到全合成的结晶胰岛素。 合成工作主要由三个研究单位参与：中国科学院上海生物化学研究所钮经义和龚岳亭领导的小组，负责B链的合成；中国科学院上海有机化学研究所汪猷领导的小组以及北京大学由邢其毅领导的小组，共同负责A链的合成；中国科学院上海生物化学研究所邹承鲁领导的小组，负责两条肽链的组合。 当时的上海生化所所长、人工合成胰岛素工作主要参与者王应睐后来在回忆人工合成胰岛素工作时说，“要我们攀登的‘珠峰’不是一座，也不是几座”。这些“珠峰”，包括多肽的合成问题、天然胰岛素的拆合工作、多肽合成与拆合过程中遇到的硫磺键问题、氨基酸的供应问题，等等。对于他们而