人工合成结晶牛胰岛素

攀登科学高峰探索生命奥秘——人工合成牛胰岛素人工合成动机在人体的生命活动中有4种重要的分子: 糖类、脂类、蛋白质和核酸, 其中蛋白质有着自己独特的结构和功能, 它是组成人体细胞和组织的重要成分。

毫不夸张地说, 蛋白质是生命的物质基础。

如果能够实现蛋白质的人工合成, 这将是中国科学界的一项壮举。

合成具有生物活性蛋白质的难度在当时是显而易见的。

1958年, 人工合成的最长肽段就是促肾上腺皮质激素的一个片段。

因此, 有很多国际上的学术权威认为, 人工合成胰岛素在短时间内是不可能完成的事情。

1955年, 当桑格第一次阐明胰岛素化学结构的时候, 英国《自然》杂志甚至预言: “合成胰岛素将是遥远的事情。

”1958年8月, 中国科学院上海生物化学研究所(简称“生化所”)的科研人员在集体讨论中提出要进行人工合成蛋白质的想法, 这一想法很快得到了当时与会者的一致赞成。

当时正值新中国成立初期, 百废待兴, 科研工作者希望自己的工作能够为祖国作出贡献。

当时生化所的科研人员在讨论时提出了3个方面的研究课题, 一是关于肿瘤研究的; 二是关于放射生物学方面的; 三是基本理论研究课题。

对于第3个方面的问题, 有人主张做结构, 有人主张做蛋白质的合成, 最终蛋白质的合成这一课题得到与会人员广泛支持, 被确定了下来。

1959年, 这一项目也获得了国家重大科学技术项目立项。

确定合成方案在确定了研究的课题内容之后, 生化所就开始进行相关的筹备。

1958年秋, 生化所召开学术会议, 当时北京大学、复旦大学、上海有机化学研究所(简称“有机所”)等单位的工作人员都参加了此次会议。

生化所的曹天钦做了合成胰岛素的选题报告。

20世纪50年代末, 中国只有合成8肽的基础, 国际上也只能合成13肽。

而胰岛素共有两条链, 一条是21肽, 还有一条是30肽, 总共是51肽。

这在当时看来, 技术难度很大。

因此, 当时中国各个科研院所和大学必须通力合作才有可能实现这一实验上的重大突破。

人工合成牛胰岛素——为千万人重新打开生命之门工程总投资：—工程期限：1958年——1965年高倍显微镜下的胰脏橫切面〈中间颜色较淡的部位是胰岛〉，那种岛状细胞团分泌的就是胰岛素1965年9月17日，中国首次人工合成了结晶牛胰岛素，这是人类有史以来第一次人工合成有生命的蛋白质。

实验的成功使中国成为世界第一个合成蛋白质的国家。

蛋白质是生命的物质基础，没有蛋白质就没有生命。

而过去世界普遍认为生命体是天然的，大都认为人工合成是不可能的，中国人首次让它变为可能。

人工牛胰岛素的合成，标着着人类在认识生命、探索生命奥秘的征途中，迈出了关键性的一步，其意义与影响是巨大的。

它标志着人工合成蛋白质时代的开始，是生命科学发展史上一个重要里程碑，同时，它也是中国自然科学基础研究的重大成就。

在人类认识生命现象的历史上，这个成果是继从无机物中取得了第一种有机物尿素之后而出现的第二次飞跃，“往再高一级飞跃，人工合成第一个生命物质也不会是很遥远的事情了”。

人体胰脏部位什么是胰岛素胰岛素是一种由胰腺的胰岛乙细胞分泌的蛋白质类激素，它由A、B两条肽链，共26种51个氨基酸组成,并含有3个二硫键。

在人体十二指肠旁边，有一条长形的器官，叫做胰腺。

在胰腺中散布着许许多多的细胞群，叫做胰岛。

胰岛素是由胰岛β细胞受内源性或外源性物质如葡萄糖、乳糖、核糖、精氨酸、胰高血糖素等的刺激而分泌的一种蛋白质激素。

不同种族动物（人、牛、羊、猪等）的胰岛素功能大体相同，成分稍有差异。

人的胰腺每日可产生1～2毫克胰岛素，进食后其分泌量增加。

体内缺少胰岛素会引起代谢障碍，特别是使细胞不能有效地利用葡萄糖,造成血液中葡萄糖含量升高,过多的糖随尿排出；糖尿病即因此得名。

目前全世界有超过2.5亿名糖尿病患者，正是胰岛素给他们带来重生的希望。

胰岛素是机体内唯一降低血糖的激素，也是唯一同时促进糖原、脂肪、蛋白质合成的激素，能促进全身组织对葡萄糖的摄取和利用，并抑制糖原的分解和糖原异生，因此，胰岛素有降低血糖的作用。

人工合成胰岛素历经波折终登化学合成之巅1965年9月17日，中国科学家成功合成了牛结晶胰岛素，这是世界上第一次人工合成多肽类生物活性物质。

回眸当初，一些鲜为人知的故事渐渐浮出水面。

◎ 编辑|陈之涵|探索之路|胰岛素分子分子模型，3D 插图。

| Grand Garden of Science | 65. All Rights Reserved.1965年9月17日，中国科学家成功合成了牛结晶胰岛素，这是世界上第一次人工合成多肽类生物活性物质。

这项成果一直是中国科学界的骄傲，它像“两弹一星”一样，证明了中国人在一穷二白的基础上，仍可在尖端科研领域与西方发达国家一决高下，甚至做出世界一流的成果。

回眸当初，一些鲜为人知的故事渐渐浮出水面。

—————————————————“合成一个蛋白质”课题确定—————————————————课题的提出应当归因于“大跃进”运动。

为避免遭到批判，中国科学院各兄弟单位竞相放出了多个“科学卫星”，而即将于1958年8月成立的中科院（上海）生物化学研究所该提出怎样语惊四座的课题，成了摆在该所每一位专家面前的问题。

在讨论会上，“合成一个蛋白质”的声音瞬间吸引了全员关注。

这是一个前所未有的国际前沿课题，现有的科学技术是否已经接近做到这一点？中国有没有这个条件？没人知道。

但这个课题确实够响亮。

出于政治和意识形态的考虑，这颗设想中的“卫星”得以保留。

因为没有把握，谁也没把这个用于交差的设想看得太认真。

在那次会议上，与会者只是简单地提出要用化学方法合成蛋白质，至于完成的时间则被设定为20年之内。

然而，这一设想很快又被摆上了群众讨论会，生物化学研究所的青年科技工作者一下就被它吸引住了。

作为“大跃进”的“成果”，“合成一个蛋白质”的设想被放上“上海市科学技术展览会”参展。

负责这项工作的老先生既不是研究人员，也不懂相关知识。

他把展览合成蛋白质理解成了合成生命，于是夸张地画了一个站在三角瓶里的小娃娃。

聚焦/Focus16百科知识2019.03A1965年9月17日：人工合成结晶牛胰岛素成功的那一刻1965年9月17日，中国科学家首次用人工方法合成了结晶牛胰岛素，标志着人类在探索生命的征程中迈出了关键性的一步，开启了人工合成蛋白质的时代。

合成胰岛素难题在生活中，我们常常听说，有些糖尿病患者需要注射胰岛素，这是因为胰脏分泌的胰岛素具有降血糖和调节体内糖代谢的功能。

1889年，德国的敏柯夫斯基首次发现了胰脏和糖尿病的关联，后来，有很多科学家对胰脏展开了研究，想弄清楚胰脏分泌的神秘物质到底是什么。

30多年后，加拿大医生班廷给出了答案，他于1921年首次成功提取胰岛素，并成功地应用于临床治疗，获得了1923年诺贝尔生理学或医学奖。

接下来，科学家面临的问题是能否人工合成胰岛素。

胰岛素是一种蛋白质，蛋白质是生物体的主要功能物质。

从微观层面看，蛋白质是由氨基酸组成的，想要人工合成胰岛素必须知道它的氨基酸序列。

20 世纪 50 年代，英国化学家桑格阐明了胰岛素分子的氨基酸序列，获得了1958年诺贝尔化学奖。

但是，合成具有生物活性的蛋白质的难度非常大，很多国际上的权威认为，人工合成胰岛素短时间内很难做到。

不可能完成的任务1956年，中央政府提出了1956～1967年的《12年科技发展远景规划》，同年，周恩来总理也提出：“向科学进军。

”当时，社会各界民众以极大的热情投入到了祖国的建设中，科学家们也受到了极大鼓舞。

1958年8月，中国科学院上海生物化学研究所的科研人员提出研究“人工合成牛胰岛素”。

1959年，该项目获得了国家重大科学技术项目立项。

20世纪50年代，人工合成蛋白质是生物化学界绝对的前沿和热点，然而中国的科学家所处的环境极其困难。

这一难度奇高、国际上还从未有人开始研究的基础科学项目，起初设定的完成期限为20年，然而，参与项目的科学家决定把日期缩短为5年，他们希望用实力证明中国人的科研能力。

当时，中国科学家在蛋白质合成方面的经验非常少，一切都是从零开始。

[课外阅读]对人工合成结晶牛胰岛素的回忆1958年是中国历史上一个令人难忘的年头。

在“大跃进”的声浪中，千百万急于摆脱几个世纪以来贫穷落后帽子的中国人用豪言壮语设定了许多令人难以置信的雄伟目标。

中国的科学家们也热切希望做出举世瞩目的科学成就。

在当时的中国科学院上海生物化学研究所，各种各样的想法一个接一个地被提出来，经过激烈的讨论，而又一个又一个地被否决掉。

当时争论极为热烈，经常是两三个人同时争着发言，所以现在很难想起确切的是谁首先提出了人工合成蛋白质的想法。

不过，这一主张一提出，马上获得一致的赞同。

这不仅因为大家都知道蛋白质对生命的重要性，它是所有生命活动的主要承担者；还因为在那个时代谈蛋白质的人工合成还有相当的神秘感，因此人工合成蛋白质无疑是一个惊人的科学壮举。

这个想法也赢得了领导的支持，并且得到此项目得以进行的充足的经费。

这在很大程度上真应该归功于恩格斯说过的一句话：“蛋白质是生命的存在形式”，因此合成了蛋白质就是在合成生命的道路上前进了一大步。

在“文革”的困难日子里，几乎所有严肃的基础研究都被彻底禁止了。

而正是因为胰岛素合成的成功，使得测定胰岛素晶体结构的工作得以启动进行。

现在北京生物大分子国家重点实验室的一个优秀的X－射线晶体学研究小组的核心便是在那时形成的。

在热火朝天的1958年，我把自己对酶的兴趣暂且放在一边，参加了上海生物化学研究所牛胰岛素的人工全合成工作。

选择胰岛素作为当时人工合成蛋白质的对象是有道理的，不仅仅因为胰岛素只有51个氨基酸，分子小，还因为它是当时唯一已知一级序列的蛋白质。

其一级序列的测定工作刚刚由英国的F．Sanger完成不久，为此他获得了诺贝尔奖。

回首往事，今天的肽链合成技术和我们那个时候真有天壤之别。

现在我们能用合成仪方便地合成一段合适长度的肽段，要做的只是设置程序，加进所需的氨基酸和其他试剂，按下按钮，机器就自动工作，几天之后我们就能收到所要的肽段。

现在常用的固相合成方法则是美国的Merrifleld在1963年首创的，并使他获得诺贝尔奖。

人工合成牛胰岛素原理1. 胰岛素的重要性嘿，朋友们，咱们今天聊聊胰岛素！这可不是随便聊聊的事，因为胰岛素在我们身体里可是个超级英雄。

想想看，咱们吃饭后，血糖升高，这时候胰岛素就像白衣天使一样，迅速出动，把糖分搬到细胞里，供我们能量之用。

没有它，血糖就会像失控的小火车一样，狂飙而去，最终可就出大事了！糖尿病患者尤其需要它，没了胰岛素，简直就像鱼离了水，活不下去呀。

2. 人工合成的牛胰岛素2.1 背景故事那么，既然胰岛素这么重要，咱们怎么能保证它的供应呢？早在上世纪，医生们就发愁了，因为天然胰岛素来源有限，主要是从牛和猪的胰腺提取。

但是，提取的胰岛素不但量少，还容易引发过敏反应，患者可是吃了不少苦头。

于是，聪明的科学家们决定，咱们来试试人工合成，没想到这一试，竟然开创了新天地！2.2 合成的过程说到人工合成牛胰岛素，那可真是一门技术活！首先，科学家们从牛的胰岛素分子中提取出DNA的序列。

想象一下，就像是在拼图，拼出胰岛素的“蓝图”。

然后，他们把这个蓝图放进细菌的DNA里。

这就像把个超级食谱交给厨师，叫它按图索骥来做饭。

接下来，这些细菌就开始忙活了，开始像流水线上的工人一样，源源不断地制造胰岛素。

等到足够的胰岛素产生后，科学家们就可以把它提取出来，经过处理和纯化，变成咱们需要的药物。

整个过程就像是科学版的“大厨秀”，看似简单，实则需要满满的智慧和耐心。

3. 合成胰岛素的意义3.1 益处多多有了人工合成的牛胰岛素，真是给患者们带来了福音！首先，咱们的供应量稳了，哪里需要，哪里有，根本不愁。

其次，由于它是纯化过的，过敏反应大大减少，患者用药更加安心。

试想一下，能安全地控制血糖，生活质量那简直是蹭蹭上涨，幸福感爆棚啊。

3.2 科技的力量而且，人工合成的牛胰岛素不仅是对医疗领域的一次革命，更是科技发展的一个缩影。

随着技术的不断进步，咱们还可以开发出更先进的胰岛素，比如说长效型、短效型，甚至还有智能胰岛素。

这些可都是依靠科学家们的不懈努力，才得以实现的。

1965年首次人工合成什么胰岛素
在以钮经义为首的研究协作组的努力下,经过周密研究,他们确立了合成牛胰岛素结晶的程序,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。

牛胰岛素结晶
显微镜下观察到的人工合成牛胰岛素的结晶。

人工合成的牛胰岛素结晶在各个方面都和纯天然的牛胰岛素完全相同。

钮经义
钮经义,带领研究协作小组第一次人工合成了牛胰岛素结晶,钮经义在这一工作中负责合成方案的设计、合成路线的选择和解决难题,是这项成果的主要研究人员之一。

该项成果通过了中国国家鉴定委员会的鉴
定,1982年获中国国家自然科学奖一等奖。

1965年9月17日：人工合成结晶牛胰岛素成功的那一刻作者：来源：《百科知识》2019年第05期1965年9月17日，中国科学家首次用人工方法合成了结晶牛胰岛素，标志着人类在探索生命的征程中迈出了关键性的一步，开启了人工合成蛋白质的时代。

在生活中，我们常常听说，有些糖尿病患者需要注射胰岛素，这是因为胰脏分泌的胰岛素具有降血糖和调节体内糖代谢的功能。

1889年，德国的敏柯夫斯基首次发现了胰脏和糖尿病的关联，后来，有很多科学家对胰脏展开了研究，想弄清楚胰脏分泌的神秘物质到底是什么。

30多年后，加拿大医生班廷给出了答案，他于1921年首次成功提取胰岛素，并成功地应用于临床治疗，获得了1923年诺贝尔生理学或医学奖。

接下来，科学家面临的问题是能否人工合成胰岛素。

胰岛素是一种蛋白质，蛋白质是生物体的主要功能物质。

从微观层面看，蛋白质是由氨基酸组成的，想要人工合成胰岛素必须知道它的氨基酸序列。

20 世纪 50 年代，英国化学家桑格阐明了胰岛素分子的氨基酸序列，获得了1958年诺贝尔化学奖。

但是，合成具有生物活性的蛋白质的难度非常大，很多国际上的权威认为，人工合成胰岛素短时间内很难做到。

1956年，中央政府提出了1956～1967年的《12年科技发展远景规划》，同年，周恩来总理也提出：“向科学进军。

”当时，社会各界民众以极大的热情投入到了祖国的建设中，科学家们也受到了极大鼓舞。

1958年8月，中国科学院上海生物化学研究所的科研人员提出研究“人工合成牛胰岛素”。

1959年，该项目获得了国家重大科学技术项目立项。

20世纪50年代，人工合成蛋白质是生物化学界绝对的前沿和热点，然而中国的科学家所处的环境极其困难。

这一难度奇高、国际上还从未有人开始研究的基础科学项目，起初设定的完成期限为20年，然而，参与项目的科学家决定把日期缩短为5年，他们希望用实力证明中国人的科研能力。

当时，中国科学家在蛋白质合成方面的经验非常少，一切都是从零开始。

中国科学家发现牛胰岛素的故事及启示在 20 世纪科技飞速发展的背景下，中国科学家成功发现了牛胰岛素，这一突破性成果不仅为世界医学领域带来了深远影响，也为中国科技事业树立了一座光辉的里程碑。

回顾这段历史，我们不仅可以从中感受到中国科学家勇攀科技高峰的决心和智慧，还能汲取到一些宝贵的启示。

一、牛胰岛素的故事牛胰岛素是一种重要的生物活性蛋白质，对于调节血糖、促进糖原合成和抑制脂肪分解等生理功能具有关键作用。

在 20 世纪 50 年代，中国科学家意识到人工合成蛋白质的重要性，并将牛胰岛素的人工合成列为重点研究课题。

经过无数次的试验和失败，1965 年，中国科学家终于成功地人工合成了结晶牛胰岛素，标志着人类在探索生命奥秘方面取得了重要突破。

二、中国科学家发现牛胰岛素的启示1. 自主创新的力量在牛胰岛素的人工合成过程中，中国科学家克服了技术瓶颈和资源匮乏等困难，充分发挥了自主创新能力。

这告诉我们，在科技领域，自主创新是突破关键核心技术的关键。

只有坚持自主创新，才能在世界科技舞台上站稳脚跟，为国家发展贡献力量。

2. 团队合作的价值牛胰岛素的成功合成离不开科学家们的紧密合作。

在研究过程中，他们相互支持、携手共进，共同攻克了一个又一个难题。

这充分展示了团队合作的力量。

面对未来的挑战，我们应该更加注重团队合作，发挥集体智慧，以实现更大的科技突破。

3. 服务人类的使命感牛胰岛素合成的最终目的是为人类健康服务。

科学家们在追求科学突破的过程中，始终关注人类福祉，这体现了科学家的社会责任感和使命感。

我们应该学习这种精神，将科技成果应用于社会实践，为国家发展和人类进步贡献力量。

4. 勇攀科技高峰的勇气牛胰岛素的成功合成激发了中国科学家在世界科技高峰上继续攀登的勇气。

这种勇攀高峰的精神，值得我们学习和传承。

面对新时代的挑战，我们要坚定信心，勇往直前，不断攀登科技高峰。

5. 传承与创新的文化底蕴牛胰岛素的成功合成，不仅体现了中国科学家在实践中的创新精神，也传承了中华民族优秀传统文化中的智慧。