“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(wù),黨和國家領(lǐng)導(dǎo)人親自關(guān)心過問。”9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(xué)院“科學(xué)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(xué)院院士、中國科學(xué)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(xué)結(jié)構(gòu)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(xué)家挑戰(zhàn)科學(xué)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(xué)家曾自訴,“來到這里都帶著‘朝拜’科學(xué)‘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(gòu)測定,英國化學(xué)家桑格因此在1958年獲得諾貝爾化學(xué)獎。國際權(quán)威學(xué)術(shù)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(xué)院生物化學(xué)研究所(中國科學(xué)院分子細胞科學(xué)卓越創(chuàng)新中心前身之一)的年輕科學(xué)家們,卻試圖探索這一科學(xué)難題。
1958年夏天,生物化學(xué)研究所召開高級研究人員會議,王應(yīng)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(shè)想,而胰島素是當時唯一闡明化學(xué)結(jié)構(gòu)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(gòu)測定,剛剛過去3年,中國科學(xué)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(xué)研究所邀請北京大學(xué)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(xué)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(xué)研究所、中國科學(xué)院有機化學(xué)研究所(現(xiàn)中國科學(xué)院上海有機化學(xué)研究所)和北京大學(xué)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(xué)研究所摸索并建成了專門制備氨基酸等試劑的東風(fēng)生化試劑廠。
人工合成胰島素的關(guān)鍵科學(xué)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(gòu)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(guān)科技文獻對二硫鍵的正確連接率非常悲觀。
生物化學(xué)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(guān)鍵科學(xué)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(guān)鍵科學(xué)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(xué)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(guān)鍵問題已經(jīng)解決,只余下堆肽的技術(shù)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(yīng)睞果斷向中國科學(xué)院建言,應(yīng)集中精干專業(yè)隊伍協(xié)同攻關(guān)。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(xué)研究所視察,并表態(tài)“你們做,再大的責(zé)任我們承擔(dān)”。
在國家科委和中國科學(xué)院的協(xié)調(diào)下,生物化學(xué)研究所、有機化學(xué)研究所、北京大學(xué)于1963年8月再次協(xié)作推進人工合成胰島素。由生物化學(xué)研究所所長王應(yīng)睞任協(xié)作組組長、有機化學(xué)研究所所長汪猷任副組長,有機化學(xué)研究所和北京大學(xué)共同負責(zé)合成A鏈,生物化學(xué)研究所負責(zé)合成B鏈,并承擔(dān)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(xué)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(xué)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(xué)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(xué)家的名字:王應(yīng)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(yīng)睞,他是這一成果的主要組織者,卻在任何相關(guān)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(wù)院關(guān)于“人工合成牛胰島素”鑒定成果中自己的名字。
科學(xué)成就的背后離不開精神支撐?!袄弦惠吙茖W(xué)家愛國奉獻、勇于探索、敢于創(chuàng)新的科學(xué)精神和科學(xué)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