三`生物發明的靈感17
人工合成蛋白質
1965年,世界上第一個人工合成的蛋白質——結晶牛胰島素在我國誕生了。這項科研成果震動了中外科學界。在國內,國家科委專門組織了我國一些著名科學家對這項工作進行了嚴格鑒定,並給予了高度的評價。在國外,受到一些著名科學家的高度讚揚。有的認為,從簡單的氨基酸用人工方法合成具有全部生物活力的蛋白質,中國的胰島素是惟一令人信服的例子;有的表示,人工合成胰島素在科學技術先進的國家還沒有做到的時候,中國首先做到了,令人十分欽佩。英國電視廣播還為這件事組織過一次電視專題節目,專門報道中國的胰島素人工合成。美國銷路最廣的《紐約時報》也以整版篇幅詳盡地介紹了我國的這一科學成就。
胰島素是一種蛋白激素。從結構上看,它是一種蛋白質,從功能上看,它是調節生物體內新陳代謝的一種激素。它是由胰腺中的胰島細胞分泌的,能促進人和動物對葡萄糖的利用。如果胰島分泌的胰島素過少,體內葡萄糖的氧化和儲存就會發生障礙,葡萄糖在血液裏的含量就會升高,導致尿中有過多的糖分排出,這就是糖尿病。據統計,全世界糖尿病患者有1億多人,糖尿病患者的血液含糖量過多,血液循環係統受到破壞,伴隨而來的是壞疽病和心髒病,腎功能下降,眼睛失明等。它是嚴重危害人類健康的一種疾病。1921年7月30日,班丁和拜斯特發現了胰島素並從狗的胰腺裏提取出寶貴的胰腺抽提液,後來又從豬、羊、牛的胰腺中提取出胰島素,並於1922年應用於臨床治療。1926年,純化的胰島素已能做成結晶,一些糖尿病患者的生命得到了延續。但由於胰島素數量太少,價格昂貴,一般的人得了糖尿病就等於被判了死刑。所以,人們夢想著有一天能用人工的方法合成胰島素。
人工合成蛋白質開始於100多年以前。德國的一位多才多藝的化學家維勒,從小喜歡詩歌、美術和收藏礦物標本。在各門自然科學中,他最喜歡化學,23歲獲醫學博士學位。1824年春天,維勒在進行金屬氰化物和氨水的研究時,在實驗中意外地發現,在氰化物和氨水相互作用時,經水浴加熱,冷卻後容器底部出現了一些白色沉澱物。這是什麼物質呢?維勒思索著,推測著。但是,維勒的眼光是敏銳的,思維是敏捷的,他不憑猜測下結論,在奇特的實驗現象麵前,他提出了許多假設,設計了許多實驗,反複實驗,反複研究,經過4年的艱苦努力,終於查明金屬氰化物和氨水相互作用,首先生成的物質是氰酸銨,在一定條件下,就會轉化成尿素(一種有機物)。
維勒的學生柯爾伯繼承了維勒的事業,著手進行用最基本的元素合成有機物的實驗。他頑強拚搏了7年,終於在1845年成功地用空氣、氫氣、氯氣、碳等無機物合成了有機物醋酸。這再一次證明了,用無機物能合成有機物。
接著,一係列的有機物如酒石酸、檸檬酸和蘋果酸等都陸續用人工的方法合成了。1854年德國化學家且泰羅合成了脂腦,1861年俄國化學家布特列洛夫合成了糖類。
1886年,俄國的科學家丹尼列夫斯基嚐試用氨基酸“裝配”蛋白質。他把蛋白質“拆開”,然後把拆下來的氨基酸放進試管裏,加進一些蛋白質合成的物質。過一段時間後,試管裏出現了乳白色的沉澱物。整個科學界為之轟動了,仿佛人工合成蛋白質的道路已經找到了似的,其實這隻不過是一些由多個氨基酸分子組成的多肽。可德國生物學家費雪卻以驚人的毅力投入到氨基酸“裝配”成蛋白質的研究中。他的思路是:兩個氨基酸形成二肽,再接上一個就是三肽……像搭積木一樣,蛋白質就自然而然地合成了。