人教版高中生物必修1课件：第二章 科学史话 世界上第一个人工合成蛋白质的诞生(共14张PPT)

2017年，全球20~79岁人群中约400万死于糖尿 病，相当于每8s就有1人死亡。糖尿病死亡占该年 龄组全球全因死亡的10.7%。
人为什么会得糖尿病？
科学史话:
世界上第一个人工合成蛋白质 的诞生
结晶牛胰岛素是牛的胰岛素结晶。 1948年，英国生物化学家桑格就 选择了一种分子量小，但具有蛋白 质全部结构特征的牛胰岛素作为实 验的典型材料进行研究。于1952 年搞清了牛胰岛素的G链和P链上所 有氨基酸的排列次序以及这两个链 的结合方式。次年，他宣布破译出 由17种51个氨基酸组成的两条多 肽链牛胰岛素的全部结构。这是人 类第一次搞清一种重要蛋白质分子 的全部结构。桑格也因此荣获 1958年诺贝尔化学奖。
桑格在1955年将胰岛素的氨基酸序列完整地定序出来，同 时证明蛋白质具有明确构造。他利用自己新发现的桑格试剂 (Sanger's reagent)，也就是2,4-二硝基氟苯(2,4dinitrofluorobenzene)将胰岛素降解成小片段，并与专门水 解蛋白质的胰蛋白酶混合在一起。再将一部分混合物的样本置放 于滤纸的一面，并利用一种色层分析方法来做进一步的实验，首 先他将一种溶剂从单一方向通过滤纸，同时又让电流以相反向通 过。 由于不同的蛋白质片段有不同的溶解度与电荷，因此在电泳 后，这些片段最后会各自停留在不同的位置，产生特定的图案。 桑格将此图案称为"指纹"(fingerprints);不同的蛋白质拥有不 同的图案，成为可供辨识且可重现的特征。之后桑格又将小片段 重新组合成氨基酸长链，进而推导出完整的胰岛素结构。因此得 出结论，认为胰岛素具有特定的氨基酸序列。这项研究使他单独 获得了1958年的诺贝尔化学奖。
知识回顾：
• 1、蛋白质的基本单位？ • 它们如何形成蛋白质？
• 2、蛋白质结构多样性的原因？
• 3、蛋白质有哪些功能？
科学史话:
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世界上第一个人工合成蛋白质 的诞生
2017年，国际糖尿病联盟公布了第八版的全球糖尿病地 图。结果显示，全球糖尿病成人患者（20-79岁）从 2000年的1.51亿，到2017年已达到4.25亿，增加近 2倍。预计到2045年，糖尿病患者可能达到6.29亿。 就国家而言，2017年中国 （1.144亿）糖尿病患者人数位 居全球第一，印度（7290万） 和美国（3020万）分别位居第 二、第三。
牛胰岛素： C254H377N65O25S6
从1958年开始，中国科学院上海生物化学研究所、中国科学 院上海有机化学研究所和北京大学化学系三个单位联合，以王应睐 为首，由龚岳亭、邹承鲁、杜雨苍、季爱雪、邢其毅、汪猷、徐杰 诚等人共同组成一个协作组，在前人对胰岛素结构和肽链合成方法 研究的基础上，开始探索用化学方法合成胰岛素。经过周密研究， 他们确立了合成牛胰岛素的程序。合成工作是分三步完成的:第一 步，先把天然胰岛素拆成两条链，再把它们重新合成为胰岛素，并 于1959年突破了这一难题，重新合成的胰岛素是同原来活力相同、 形状一样的结晶。第二步，在合成了胰岛素的两条链后，用人工合 成的B链同天然的A链相连接。这种牛胰岛素的半合成在1964年 获得成功。第三步，把经过考验的半合成的A链与B链相结合。在 1965年9月17日完成了结晶牛胰岛素的全合成。经过严格鉴定， 它的结构、生物活力、物理化学性质、结晶形状都和天然的牛胰岛 素完全一样。这是世界上第一个人工合成的蛋白质。这项成果获 1982年中国自然科学一等奖。王应睐因此被著名英国学者李约瑟 (Joseph Needham，1900-1995)誉为"中国生物化学的奠基人 之一"。