人工合成牛胰岛素：重新打开人的生命大门

在人体十二指肠旁边，有一条长形的器官，那就是胰腺。胰腺中，散布着许许多多的细胞群，叫做胰岛。当胰岛中的β细胞受到比如葡萄糖、乳糖、胰高血糖素等刺激，就会分泌一种蛋白质激素——胰岛素。人的胰腺每天产生1到2毫克胰岛素，一旦不足，就会引起代谢障碍，尤其是葡萄糖不能被有效地吸收，过多的糖随尿排出——这就是糖尿病的由来。

事实上，胰岛素的发现也是整个医学史的里程碑。1889年，德国的敏柯斯基首次发现了胰脏和糖尿病的关联后，就不断有人尝试分离胰脏的“神秘内分泌物质”，陆续有报道指出胰脏的萃取物具有降血糖的作用——但不是效果不够好，就是副作用大，都没有得到同行的认可。

尽管早早被人类发现，但胰岛素的作用多样，结构复杂，迟迟不能完全为人类了解。真正的纯化及结构决定，到1955年，英国剑桥大学的弗雷德里克·桑格用生物降解和标记方法确定了第一个活性蛋白质——牛胰岛素分子的氨基酸连接顺序(一级结构)。1958年，桑格也因此获得了诺贝尔化学奖。

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。经过周密研究，他们确立了合成牛胰岛素的程序。12月底，我国人工合成胰岛素课题正式肩动。

当时的蛋白质研究正是世界生物化学领域研究的热点，甚至被视作“破解生命之谜的关节点”。作为蛋白质的一种，胰岛素由胰腺的胰岛乙细胞分泌，由A、B两条肽链，共26种51个氨基酸组成。

概括起来，研究过程可以分成三步：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，研究小组在1959年突破了这一关，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，合成胰岛素的两条链后，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，经过考验的半合成的A链与B链相结合。

研究人员将重点放在了解决“如何使A链和B链通过氧化重新组合起来”上。这意味着要将胰岛素分子还原、分离、纯化。最后，通过小鼠惊厥实验证明了纯化的人工合成胰岛素确实具有和天然胰岛素相同的活性。

合成过程中，研究人员向人工合成的牛胰岛素中搀入了放射性14C作为示踪原子，与天然牛胰岛素混合到一起，经过多次重新结晶，得到了放射性14C分布均匀的牛胰岛素结晶，证明了人工合成的牛胰岛素与天然牛胰岛素完全融为一体，它们是同一种物质。

1965年9月17日，研究人员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。因而，这项成果获1982年中国自然科学一等奖。