1965年9月17日，中國科學(xué)家首次用人工方法合成了結(jié)晶牛胰島素，標(biāo)志著人類在探索生命的征程中邁出了關(guān)鍵性的一步，開啟了人工合成蛋白質(zhì)的時代。

合成胰島素難題

在生活中，我們常常聽說，有些糖尿病患者需要注射胰島素，這是因為胰臟分泌的胰島素具有降血糖和調(diào)節(jié)體內(nèi)糖代謝的功能。1889年，德國的敏柯夫斯基首次發(fā)現(xiàn)了胰臟和糖尿病的關(guān)聯(lián)，后來，有很多科學(xué)家對胰臟展開了研究，想弄清楚胰臟分泌的神秘物質(zhì)到底是什么。30多年后，加拿大醫(yī)生班廷給出了答案，他于1921年首次成功提取胰島素，并成功地應(yīng)用于臨床治療，獲得了1923年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎。

接下來，科學(xué)家面臨的問題是能否人工合成胰島素。胰島素是一種蛋白質(zhì)，蛋白質(zhì)是生物體的主要功能物質(zhì)。從微觀層面看，蛋白質(zhì)是由氨基酸組成的，想要人工合成胰島素必須知道它的氨基酸序列。20 世紀(jì) 50 年代，英國化學(xué)家桑格闡明了胰島素分子的氨基酸序列，獲得了1958年諾貝爾化學(xué)獎。但是，合成具有生物活性的蛋白質(zhì)的難度非常大，很多國際上的權(quán)威認(rèn)為，人工合成胰島素短時間內(nèi)很難做到。

不可能完成的任務(wù)

1956年，中央政府提出了1956～1967年的《12年科技發(fā)展遠(yuǎn)景規(guī)劃》，同年，周恩來總理也提出：“向科學(xué)進(jìn)軍。”當(dāng)時，社會各界民眾以極大的熱情投入到了祖國的建設(shè)中，科學(xué)家們也受到了極大鼓舞。1958年8月，中國科學(xué)院上海生物化學(xué)研究所的科研人員提出研究“人工合成牛胰島素”。1959年，該項目獲得了國家重大科學(xué)技術(shù)項目立項。

20世紀(jì)50年代，人工合成蛋白質(zhì)是生物化學(xué)界絕對的前沿和熱點，然而中國的科學(xué)家所處的環(huán)境極其困難。這一難度奇高、國際上還從未有人開始研究的基礎(chǔ)科學(xué)項目，起初設(shè)定的完成期限為20年，然而，參與項目的科學(xué)家決定把日期縮短為5年，他們希望用實力證明中國人的科研能力。

當(dāng)時，中國科學(xué)家在蛋白質(zhì)合成方面的經(jīng)驗非常少，一切都是從零開始。時任中國科學(xué)院生物化學(xué)研究所所長的王應(yīng)睞曾留學(xué)英國劍橋大學(xué)，是著名的生物化學(xué)家，在他的努力下，鄒承魯、曹天欽、鈕經(jīng)義等杰出人才加入了此次研究。但困難依然超出想象，這些科學(xué)家都沒有研究過蛋白質(zhì)合成，國內(nèi)也極為缺乏生物化學(xué)方面的人才。另外，實驗所需的原材料也是一大難題，胰島素配套的17種氨基酸都需要進(jìn)口。就在項目開始的前一年，中蘇關(guān)系走向惡化，歐美國家對新中國也實行了技術(shù)封鎖，進(jìn)口到合成牛胰島素所必需的氨基酸也成為一大問題。

與諾貝爾獎擦肩而過

在研究最開始的幾個月，實驗進(jìn)展非常緩慢，整個研究團隊的情緒和自信心也陷入了低谷。不過，鄒承魯領(lǐng)導(dǎo)的小組很快帶來了好消息，他們把天然胰島素拆成A鏈、B鏈，再重新復(fù)合，得到了活性恢復(fù)到原活性5%～10%的產(chǎn)物。這證明胰島素的結(jié)構(gòu)信息存在于其一級結(jié)構(gòu)中。也就是說，中國科學(xué)家實現(xiàn)了天然胰島素的拆合，為后續(xù)研究解決了第一個關(guān)鍵問題。1960年，鄒承魯小組的年輕科學(xué)家杜雨蒼在一次科研大會上發(fā)表了“天然牛胰島素拆合研究”的研究成果，震驚了參會的所有人。這一重大研究成果足以參與諾貝爾獎的競爭，但由于保密需要，該研究成果并沒有在國際期刊上發(fā)表。1961年，美國科學(xué)家安芬森發(fā)表了一項理論意義類似但相對簡單的工作—氧化被還原的核糖核酸酶肽鏈復(fù)性、結(jié)晶，這一成果獲得了1972年的諾貝爾化學(xué)獎。

初戰(zhàn)告捷，這證明中國科學(xué)家設(shè)定的研究方向是正確的。相關(guān)部門決定，給牛胰島素人工合成研究增加人手。這也使該項研究成為一個參與人數(shù)眾多的大型科學(xué)項目。據(jù)統(tǒng)計，直接參與研究的人數(shù)不少于780人。

轟動世界的決勝瞬間

經(jīng)過一系列大型團隊競賽式的攻堅研究之后，最終的“決戰(zhàn)任務(wù)”還是交給了一支由20多位杰出科學(xué)家組成的精英研究團隊。不久，好消息傳來，牛胰島素A鏈和B鏈成功合成。接下來，只要A鏈和B鏈成功連接產(chǎn)生出與天然牛胰島素相同的蛋白質(zhì)，便大功告成。這個收官之戰(zhàn)還是落在了青年科學(xué)家杜雨蒼、龔岳亭等人的肩上。爭分奪秒，不分晝夜，杜雨蒼在實驗室全力以赴進(jìn)行最后的幾次模擬操作后，終于在1965年9月3日，A鏈與B鏈的人工全合成實驗取得成功。

1965年9月17日清晨，實驗室中的所有人都既緊張又興奮，都在翹首等待奮斗了6年多的結(jié)果揭曉。在杜雨蒼的合成物冷藏14天后，他又一次與之見面，并采集了一份樣品。高倍顯微鏡下，一個個完美的六面體結(jié)晶體晶瑩透明，像寶石一樣在溶液中閃閃發(fā)光。整個實驗室沸騰了，激動的心情難以言表，每個人臉上都洋溢著幸福。檢驗成果的最后一步是需要將結(jié)晶配成劑量后，在小白鼠身上檢驗活性。龔岳亭回憶說：“當(dāng)小白鼠開始抽筋亂跳的時候，整個實驗室在場的人們都開始?xì)g呼起來，情不自禁地?fù)肀c祝，那實在是一個無法用語言來形容的激動時刻。”

在1966年4月舉行的華沙歐洲生化學(xué)會聯(lián)合會議上，王應(yīng)睞、鄒承魯、龔岳亭作為華沙歐洲生化學(xué)會聯(lián)合會議的演講者，向全世界宣讀這一重大研究成果。中國成功人工合成胰島素的新聞，成了與會科學(xué)家最關(guān)注的話題。

不久后，諾貝爾獎評審委員會化學(xué)組主席蒂斯尤里斯教授來到中國參觀了中科院生物化學(xué)研究所，并對在場的中國科學(xué)家說：“你們第一次人工合成胰島素十分令人振奮，向你們祝賀。美國、瑞士等在多肽合成方面有經(jīng)驗的科學(xué)家未能合成它，但你們在沒有這方面專長人員和沒有豐富經(jīng)驗的情況下第一次合成了它，使我很驚訝?！保ǘ派妫?/p>