我国首次合成牛胰岛素是哪一年?
1965年。
人工合成结晶牛胰岛素(syntheticcrystallinebovineinsulin)是一项中华人民共和国于1965年达成的科学成就。
人工合成牛胰岛素是世界上首个在体外全合成且仍具有完整结构的功能性蛋白质。该研究项目于1958年上马,研究团队由来自北京大学化学系、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的研究者组成。
胰岛素属于蛋白质(多肽)类激素,由A链和B链两条肽链组成,其中A链由21个氨基酸残基构成,B链由30个氨基酸残基构成。胰岛素参与调控血糖浓度控制,1型糖尿病即与胰岛素合成分泌异常密切相关,注射胰岛素则可用于治疗1型糖尿病。
研究者将人工合成结晶牛胰岛素的工作分成了三个部分。第一部分和第二部分分别是人工合成牛胰岛素A链和B链。第三部分是在体外将A链和B链重组为牛胰岛素分子。
在合成A链和B链的方法上,研究人员选择将A链和B链分别拆分为数个较容易合成的片段。先合成这些肽段,最后再将这些片段连成完整的A链和B链。
为了防止氨基酸的氧化,合成过程中所用的部分氨基酸侧链加上了保护性的基团,但最终得到的A链和B链并不含有这些保护性基团,因为中间的反应步骤会将这些保护性基团逐步除去。
最后全合成的A链和B链使用邹承鲁团队于1963年发现、杜雨苍在1965年进行部分修改的方法进行重组。当时,研究者发现,胰岛素的A链和B链在体外重组时,倾向于形成和天然胰岛素一样的二硫键、形成相同三维的结构。
这一现象在20余年后,也就是20世纪80年代才得到解释,即两条肽链形成天然胰岛素的三维结构时,会处于能量最低的状态,因而分子会自发形成这样的结构。
背景
胰岛素是一种蛋白质(多肽)类激素,由胰岛β细胞分泌。弗雷德里克·格兰特·班廷和约翰·麦克劳德两人曾因发现胰岛素在1923年获得诺贝尔生理医学奖。
胰岛素由两条肽链组成,分别是由21个氨基酸残基组成的A链和由30个氨基酸残基组成的B链。A链和B链之间通过二硫键连结。胰岛素在血糖浓度调控过程中扮演着重要的角色。胰岛素合成分泌异常是1型糖尿病的诱因,而1型糖尿病的治疗方法则是为病人注射胰岛素。
在很长一段时间里,胰岛素都只能从动物胰腺中分离,胰岛素的收率很低,且价格昂贵。人胰岛素与牛、猪等动物的胰岛素结构相似,但有少数几个氨基酸残基不同,一部分人在注射牛、猪等动物源胰岛素后可能发生过敏等不良反应。