“當年,人工合成胰島素項目獲得國家機密研究計劃代號——601,其內(nèi)涵是上世紀60年代第一大任務,黨和國家領導人親自關心過問?!?月4日下午,為紀念人工全合成結(jié)晶牛胰島素60周年,中國科學院“科學家精神大講堂”暨上海分院第13期“報國講壇”在中共一大紀念館報告廳舉行,中國科學院院士、中國科學院上海生科院原院長、生化與細胞所原所長李林作主旨報告。
這是世界上第一次人工合成與天然胰島素分子相同化學結(jié)構并具有完整生物活性的蛋白質(zhì),是繼1828年從無機物出發(fā)人工合成首個有機分子尿素后,人類在揭示生命本質(zhì)的征途上實現(xiàn)的里程碑式新飛躍。
【年輕科學家挑戰(zhàn)科學難題】
一切肇始于上海市岳陽路320號。這個大院集聚了很多有分量的研究所,很多青年科學家曾自訴,“來到這里都帶著‘朝拜’科學‘圣地’的心情?!?/p>
1955年世界上第一個蛋白質(zhì)胰島素一級結(jié)構測定,英國化學家桑格因此在1958年獲得諾貝爾化學獎。國際權威學術刊物《自然》當年曾發(fā)表評論文章說,“合成胰島素將是遙遠的事情”。
然而,中國科學院生物化學研究所(中國科學院分子細胞科學卓越創(chuàng)新中心前身之一)的年輕科學家們,卻試圖探索這一科學難題。
1958年夏天,生物化學研究所召開高級研究人員會議,王應睞、鄒承魯、曹天欽、沈昭文、王德寶、張友端、鈕經(jīng)義、周光宇、徐京華參加。他們提出人工合成蛋白質(zhì)的設想,而胰島素是當時唯一闡明化學結(jié)構的蛋白質(zhì)。能否人工合成胰島素呢?此時,距離世界上第一個蛋白質(zhì)胰島素結(jié)構測定,剛剛過去3年,中國科學家就敢于作出跨越“遙遠”的決定。
1958年12月8日至12日,生物化學研究所邀請北京大學等單位,在所內(nèi)舉行了胰島素文獻報告會,詳細分析了重要性、現(xiàn)實性,探討了研究方案。6天后,生物化學研究所正式確定了人工合成胰島素項目。
這項工作由生物化學研究所、中國科學院有機化學研究所(現(xiàn)中國科學院上海有機化學研究所)和北京大學協(xié)作,歷時近7年,堪稱前沿研究和建制化研究的典范。
【“不搞上海的胰島素,不搞北京的胰島素”】
牛胰島素是由21個氨基酸組成的A鏈與由30個氨基酸組成的B鏈,通過3個二硫鏈結(jié)合而成的蛋白質(zhì)。
當時條件很艱苦,連合成胰島素的原料氨基酸都沒有。生物化學研究所摸索并建成了專門制備氨基酸等試劑的東風生化試劑廠。
人工合成胰島素的關鍵科學問題之一,是三對二硫鏈能否正確連接形成有活性的蛋白質(zhì)構象?當時國際上天然胰島素拆合中幾乎觀察不到重組胰島素的活性,因此相關科技文獻對二硫鍵的正確連接率非常悲觀。
生物化學研究所于1959年取得了天然胰島素拆合成功,既回答了上述關鍵科學問題又確定了全合成胰島素的研究策略。
人工合成胰島素的另一關鍵科學問題,是能否有機合成長度達21個氨基酸的A肽鏈和30個氨基酸的B肽鏈?要知道,當時國際上最長只能合成13個氨基酸殘基的多肽鏈。
生物化學研究所在1959-1960年間,已將胰島素B鏈所有30個氨基酸分別連接成了各種合成肽,最長已達到10個氨基酸。
當時,不少人認為,“胰島素合成的關鍵問題已經(jīng)解決,只余下堆肽的技術活了”。再加上當時國家政治性因素的推波助瀾,多個單位一哄而上。但經(jīng)過幾個月的如此大規(guī)模探索,研究卻遲遲沒有突破。
此時,王應睞果斷向中國科學院建言,應集中精干專業(yè)隊伍協(xié)同攻關。就這樣,沒有集中抓手的“大兵團作戰(zhàn)”被終止。聶榮臻副總理當時曾到生物化學研究所視察,并表態(tài)“你們做,再大的責任我們承擔”。
在國家科委和中國科學院的協(xié)調(diào)下,生物化學研究所、有機化學研究所、北京大學于1963年8月再次協(xié)作推進人工合成胰島素。由生物化學研究所所長王應睞任協(xié)作組組長、有機化學研究所所長汪猷任副組長,有機化學研究所和北京大學共同負責合成A鏈,生物化學研究所負責合成B鏈,并承擔最后A、B鏈的組合折疊以獲得活性胰島素。三方彼此約定“不搞上海的胰島素,不搞北京的胰島素,要一心一意搞出中國的胰島素”。
勠力同心之下,1965年9月17日,科學家們終于觀察到了人工全合成牛胰島素的結(jié)晶。
當時的國家科委組織了兩次專家鑒定會,得出一致結(jié)論——我國科學家首次人工全合成了結(jié)晶牛胰島素。對于這一重大突破,國際學界感到震驚。
【親筆劃掉自己的名字】
“這是一次集體作戰(zhàn),但我想再一次提到這五位科學家的名字:王應睞、鄒承魯、鈕經(jīng)義、汪猷、邢其毅,他們?yōu)槿斯と铣山Y(jié)晶牛胰島素工作作出了特別的貢獻?!崩盍终f。
特別是王應睞,他是這一成果的主要組織者,卻在任何相關論文和獲獎證書中堅決不肯署名。就在他的書房,他親筆劃掉了上報國務院關于“人工合成牛胰島素”鑒定成果中自己的名字。
科學成就的背后離不開精神支撐?!袄弦惠吙茖W家愛國奉獻、勇于探索、敢于創(chuàng)新的科學精神和科學思想,值得我們所有人銘記?!?/p>
原載于上觀新聞2025-09-04
作者:黃海華