徐杰誠(1933—),研究員。1957 年起在中國科學院上海有機化學研究所攻讀研究生,畢業(yè)后進上海有機所工作。多年從事肽化學領域研究,在多肽激素的釋放因子、神經(jīng)多肽以及多肽模型作為模擬酶的設計方面做出重要成績,特別是在人工合成牛胰島素A 鏈全合成最后方案設計和實際合成工作中發(fā)揮重要作用。
徐杰誠
1 胰島素合成課題的提出充分體現(xiàn)了敢想敢干和力爭創(chuàng)新的精神
胰島素課題的提出是在50 年代末60 年代初。黨號召我們向科學進軍,大家都懷著革命激情,大干快上,希望能在盡可能短的時間內(nèi)攀登世界科學高峰。胰島素的合成就是在這種情況下提出來的,它的提出充分體現(xiàn)了敢想敢干的革命精神和在科學事業(yè)上力爭創(chuàng)新的精神。回顧一下當時國內(nèi)外在多肽和蛋白質(zhì)合成上的情況,我們對上述觀點就不難理解了。
50 年代末,國際上在催產(chǎn)素合成的促進下,對加壓素、促黑激素和促腎上腺皮質(zhì)激素等多肽激素的肽片段合成逐步開展。但當時合成的最高水平僅為13 肽。而國內(nèi)則只有模仿國外合成催產(chǎn)素的經(jīng)驗。胰島素是小的蛋白質(zhì),由51 個氨基酸構成,在分子內(nèi)有三對二硫鍵,要合成胰島素,不僅首先要合成A 鏈(21 肽) 與B 鏈(30 肽),而且要解決三對二硫鍵的正確連接。當時國外學者曾經(jīng)將還原拆開硫硫鍵而全部失活的產(chǎn)物進行重氧化,試圖重新恢復活力,但都未成功。這也是能否合成胰島素的關鍵問題。再者,要合成胰島素需要大量的氨基酸和化學及生物試劑,我們都不能生產(chǎn)。合成多肽的技術及產(chǎn)物的分離分析手段也不具備。就是在這樣的基礎上,我國的科學工作者都敢于提出這一攀登世界高峰的目標,要在世界上首先合成蛋白質(zhì)。因為他們堅信有黨的正確領導,有社會主義制度的優(yōu)越性,我們只要發(fā)揮自己的主觀能動性,破除迷信、解放思想,就能創(chuàng)造人間奇跡。要實現(xiàn)這一目標,是沒有現(xiàn)成道路可走的,沒有現(xiàn)成方法可遵循。要自己探索道路,不斷發(fā)現(xiàn)和應用新的方法與技術,不斷改革與創(chuàng)新。正是經(jīng)過不斷的探索與改進,經(jīng)過無數(shù)次失敗才取得成功。以A 鏈21 肽合成為例,開始我們選擇5+16 方案合成A 鏈的同時,選擇甲基作為羧基保護基。但是經(jīng)過一段時間的實踐證明,5+16 的合成方案不理想,因為兩個片段差別太大,縮合活性不一樣,如果16 肽反應不完全則不易去除,甲基作為羧基保護基在脫除時易產(chǎn)生副反應??偨Y了失敗教訓,毅然決然地改變路線,從頭再來,最后取得A 鏈的合成成功。整個胰島素的合成工作,就是這樣不斷探索創(chuàng)新,總結失敗教訓,改正方案,通過實踐達到最后成功。
2 敢想敢干的革命精神與嚴肅認真、踏實細致的科學態(tài)度相結合
通過胰島素工作,我也深深地體會到科學研究工作單有敢想敢干的革命精神是不夠的,還必須與嚴肅認真、踏實細致的科學態(tài)度相結合。否則,理想只能是空想。胰島素的合成成功就是通過大量艱苦的科學實驗實現(xiàn)的。比如,A 鏈的合成包括65步反應( 失敗的、探索的不計在內(nèi))。這是經(jīng)過無數(shù)次反反復復的實驗、失敗、改進、再失敗、再改進而最后確定下來的。舉例來說,A 鏈中4、5 位的2 肽(Glu-Gln) 的合成,我們就嘗試過許多種不同的保護基與縮合方法,最后才找到合適的方案。為了檢定每步縮合產(chǎn)物的純度,每一個中間體都要
通過元素分析、層析、電泳、旋光測定、酶解及氨基酸組成分析,其中任何一項分析指標達不到,都要進一步提純后再進行分析,力求全部通過。當時我們戲稱這叫“過五關、斬六將”。因為我們深深懂得,科學實驗來不得半點馬虎。如果不是這樣嚴格要求與把關,我們就不可能獲得最后成功。胰島素全合成的近200 步反應中,任何一步的產(chǎn)物不純,都會影響到以后的合成。正是基于這種認識,很多實驗我們都反復進行多次,像A、B 鏈的全合成就
重復了近30 次,直到認為滿意為止??茖W研究工作就應有這種不怕困難、百折不撓的精神。
3 學習與吸收國外先進經(jīng)驗,但不崇洋媚外,堅持走自己的道路
自然科學是無國界的,科學研究成果應服務于全人類。與國外相比,我們的自然科學還處于較落后水平,國外有許多先進方面值得我們學習與借鑒,但我們絕不能妄自菲薄,更不能崇洋媚外,要堅持走自己發(fā)展科學的道路,胰島素的合成工作就是這樣做的。上面我們已經(jīng)提到,在胰島素選題時,國際上在多肽合成方面也處于低水平,二硫鍵的拆分與重組也缺乏成熟經(jīng)驗。只是到了1963 年美國和西德才相繼報道了胰島素合成的初步結果,但活力很低(1% 以下)。所以,無論是大肽縮合方法還是二硫鍵的拆分與重組,我們工作開始時沒有現(xiàn)成的、成熟的方法可遵循。但我們沒有被困難所嚇倒,也不受洋框框的束縛,而是通過不斷摸索與實踐,解決了合成中許多關鍵問題,獲得最后成功。在工作開始時,我們的條件非常差,大部分的氨基酸與化學試劑都不能生產(chǎn)。但胰島素合成工作的需要帶動了我國氨基酸和相關化學試劑的生產(chǎn)。
我們既不因循守舊、崇洋媚外,但也不排斥國外先進的東西,注意吸收先進技術與經(jīng)驗,為我所用。例如在A 鏈合成中,原先我們是選用甲基作為側鏈羧基的保護基,但通過實踐發(fā)現(xiàn)甲基保護基有很大缺點,在用堿脫除時發(fā)生嚴重副反應,因而導致合成的A 鏈純度不高,與B 鏈重組的活力亦較低。分析這種原因之后,通過文獻調(diào)查,我們發(fā)現(xiàn)國外已經(jīng)改用叔丁基作為側鏈羧基的保護基,可以減少副反應。因而,我們決定改變保護基,用叔丁基替代甲基,重新合成A 鏈,這樣合成的A 鏈純度大大提高,與B 鏈重組的活力亦大大提高。
4 發(fā)揮人的主觀能動性,個人利益服從于集體利益
胰島素的合成成功和其他科學研究一樣,與客觀環(huán)境相比較,人的因素更重要,人的主觀能動性是決定因素,我們自身的思想革命化是科學研究能夠取得成功的關鍵因素。只有把科研工作與國家利益、祖國的榮譽聯(lián)系起來,把為國爭光放在第一位,不計較或少計較個人名利與得失,才會始終精神飽滿,勇挑重擔,作出成績。當年參加胰島素工作的大部分都是年輕人,每個人也都會有名與利的問題。但是在黨的教育下,在革命環(huán)境的熏陶下,絕大多數(shù)人都能以國家利益、集體利益為重,服從分配,從不挑挑揀揀,討價還價,那時有什么獎金等物質(zhì)刺激。主要是組織大家學大慶,學大寨,學解放軍。突出政治、不斷思想革命化。工作進行中還組織去參觀農(nóng)業(yè)先進單位,下廠家勞動、學習等。這些都是我們工作能取得成功的重要保證。所以,我認為,在科研工作中我們不摒棄物質(zhì)獎勵,但物質(zhì)獎勵不應成為唯一手段,重要的還是精神因素。
胰島素合成工作的過程中,并不是一帆風順,也碰到不少困難出現(xiàn)過低潮,甚至面臨“下馬”形勢。但正是由于黨的正確領導和科研人員的革命精神,大家才能不斷克服困難,堅持下去,直到取得最后成功。由此,我也體會到,在科研工作中也要切忌急功近利,科學研究上是沒有平坦道路可走的,只有堅持正確方向,不怕困難,持之以恒,才能取得最后勝利。工作中患得患失,急于求成,一遇困難就知難而退,半途而廢,這樣是永遠也做不出成績的。
在胰島素的合成工作中,特別是在有機所承擔的A 鏈合成工作中,我們應該特別提到原所長汪猷先生的重大貢獻。他作為胰島素協(xié)作組的領導之一,具體領導A 鏈的合成工作。他的嚴謹治學態(tài)度,對工作一絲不茍、嚴格要求的作風都給我們以深刻的影響,也是我們工作取得成功的關鍵。僅舉幾例:他對每項工作都嚴格要求,在A 鏈合成中的每個化合物都要求通過各種分析手段以證明純度,如有達不到純度要求的,一定要從頭再來,前面提到的所謂每個化合物要“過五關、斬六將”就是他對工作人員的具體要求。他有堅韌不拔的革命精神,他認為是對的就一定堅持下去,絕不動搖。胰島素工作的整個過程中也出現(xiàn)過低潮,特別在三年自然災害期間,刮起了一股下馬風,工作幾近停止,人員一再減少,但他一直堅持不動搖,不受干擾,表示即使一個人也要做下去。他對待工作極端認真負責。胰島素工作初期突擊階段,有機所近2/3 人員都投入,大家不分白天黑夜大干,他作為領導也和大家一起,每天都要具體研究分析問題,廢寢忘食,身先士卒深入工作實際。正是在他這種精神鼓舞和帶動下,全體工作人員也是全身心投入工作,取得了豐碩成果。
胰島素全合成工作雖然已經(jīng)過去近40 多年,但它在我國科學研究上的影響是永存的。當前在我國社會發(fā)展一片大好形勢下,在黨中央科教興國戰(zhàn)略指引下,我們科技工作者更應奮發(fā)圖強,貢獻自己的智慧與力量,爭取在較短時間內(nèi)改變我國科技水平仍較落后的現(xiàn)象。
(本文原發(fā)表于《院史資料與研究》2000 年第5 期)
