人工合成结晶牛胰岛素课件

• 谜团四：因何未得诺贝尔奖？
• A、广泛流传的几种解释都站不住脚
人工合成牛胰岛素错失诺贝尔奖的原因，一 直流传着多种解释。归纳起来有这么几种：1 、特殊时期，西方世界对中国的歧视。2、申 报时间太晚。3、我们推荐的获奖者名单超出 诺贝尔奖的名额限制。第一种解释属于臆测 ，很难证实或者证伪，姑且不论；第二种解 释属于不了解诺贝尔科学奖的筛选过程—— 成果的完成与获奖大多要间隔12年左右。中 国的申报时间上并不算晚。第三种解释则是 不了解历史——最后我们只推荐了钮经义一 人代表中国参加人工全合成研究工作的全体 人员去申请诺贝尔奖。
人工合成牛胰岛素的几个谜 团
• 谜团一：合成的是不是蛋白质？ • 曾参与合成牛胰岛素工作的中国科学
院上海生命科学研究院研究员施溥涛 在接受访谈时曾提到这样一个问题： “（人工合成牛胰岛素）作为最小的 蛋白质，它比第一代有机分子要神秘 一些。但是，现在，我们在一些地方 承认它是蛋白质，在另一些地方又根 本不承认它是蛋白质。……说它是多 肽激素，因为它介于多肽激素和蛋白 质二者之间。不管怎么样，它是一种 相当复杂的大分子，在当时情况下， 人工用化学方法把它合成，这对人们 的思想观念还是有相当大的促进。这 个还是可以说的。”
• B、与同类诺奖项目相比，我们是 逊色的
• 为什么最终没有能够获奖？我们 不妨考察一下与牛胰岛素合成工 作相关的那些获得了诺贝尔奖的 项目：
• 1923年，班丁(F．G．Banting)和麦克 劳德(J．J．R．Mac．1eod)因为发现胰 岛素和使用胰岛素治疗糖尿病而荣获 了医学和生理学诺贝尔奖；
，这是第一个在实验室中用人工 方法合成的蛋白质, 实现了世界上 首次人工合成蛋白质的壮举。这
是当时人工合成的具有生物活力
的最大的天然有机化合物，实验
的成功使中国成为第一个合成蛋 白质的国家。
我国科学工作者在进行牛胰岛素的合成实验
• １９６５年９月１７日，中国首 次人工合成了结晶牛胰岛素。这 是当时人工合成的具有生物活力 的最大的天然有机化合物，实验 的成功使中国成为第一个合成蛋 白质的国家。这是科学工作者将 人工合成的产物注入小白鼠体内 ，测验它的生物活力。小白鼠因 体内胰岛素增多而发生了惊厥反 应，证明这种人工合成的产物就 是具有生物活力的人工合成胰岛 素。
• 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，为人类认识生命、揭开 生命奥秘迈出了可喜的一大步 。这项成果获1982年中国自然 科学一等奖。
• 我国中科院生化研究所、北大化 学系及中科院有机化学研究所通 力合作，于1959年开始工作、 1965年9月获得了用人工方法合成 的、有生物活性的结晶牛胰岛素
• 谜团三：我们与国外，谁先合成？
• 在我们报道合成胰岛素之前，美国和 联邦德国都曾报道他们已完成了胰岛 素的合成；在我们之后不久，他们又 报道了自己新的合成成果。虽然他们 的文章中的数据没我们的扎实，他们 得到的产物也不及我们纯，活性没我 们高，而且从来都没得到过结晶，但 要说是我们最早完成了胰岛素的合成 ，这还是有些勉强的。事实上，各国 几乎是在相同的时间完成了合成工作 ，虽然工作完成的好坏是有区别的， 但在完成时间上确实难说谁先谁后。
中国研究成果
• 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生 物系三个单位联合，以钮经义为 首，由龚岳亭、邹承鲁、杜雨花 、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。
• 谜团二：是不是人工合成的第一个蛋 白质？
• 在不考虑谜团一的前提下，另一个疑 问仍然悬在这项取之不易的成果头顶 ，影响着它在国际科学界的地位。那 就是：人工合成牛胰岛素，究竟是不 是人工合成的第一个蛋白质。情况似 乎有些复杂。蛋白质和多肽之间其实 并没有绝对的区别，把催产素列为多 肽，而把胰岛素(其分子量为5733道尔 顿)列为蛋白质，主要是一个人为的规 定——我们把分子量超过5000道尔顿的 多肽称为蛋白质。催产素的合成曾经 被授予了诺贝尔奖，胰岛素主要只是 比催产素长点，比催产素分子量大点 ，它的合成只是一个与催产素的合成 类似的工作。
• 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wenku.baidu.com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。
• 结晶
牛胰岛素
结晶牛胰岛素（crystallized bovine insulin）是牛的胰岛素 结晶。牛胰岛素是牛胰脏中胰岛 β-细胞所分泌的一种调节糖代谢 的蛋白质激素。胰岛素主要是降 糖作用,也可以用于精神病人的兴 奋期 。其一级结构1955年由英国 桑格（S.Sanger）首先确定牛胰 岛素中氨基酸的组成和排列顺序 。
结晶牛胰岛素发现历程
• 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。
• 诺贝尔科学奖所针对的，主要是理论 和实践上的那些重大突破。班丁和麦 克劳德的研究导致了糖尿病治疗的革 命性进步，它的实用价值是如此之大 ，以至于在完成后只经过一年就荣获 了诺贝尔奖，成为特例。在实用价值 上我们的牛胰岛素合成工作无法与班 丁、麦克劳德的工作相提并论：我们 成本太贵，在当时根本不具实用性， 当时国际上给予的评价是：“中国人 的成就没有经济上的重要意义。”70 年代我们的方法曾短暂地在基因科学 里被采用，但又迅速被其他更廉价和 便利的方法取代。