合成結晶牛胰島素是中國人民在1965年取得的科學成果。
人工合成的牛胰島素是世界上第壹個完全在體外合成且仍具有完整結構的功能蛋白。該研究項目於1958啟動。研究團隊由北京大學化學系、中國科學院上海生物化學研究所和中國科學院上海有機化學研究所的研究人員組成。
胰島素屬於蛋白質(多肽)激素,由A鏈和B鏈兩條肽鏈組成,其中A鏈由265,438+0個氨基酸殘基組成,B鏈由30個氨基酸殘基組成。胰島素參與血糖濃度的控制。1糖尿病與胰島素合成和分泌異常密切相關,可采用胰島素註射治療1糖尿病。
研究人員將合成結晶牛胰島素的工作分為三部分。第壹部分和第二部分分別是合成的牛胰島素A鏈和B鏈。第三部分是在體外將A鏈和B鏈重組到牛胰島素分子中。
在合成A鏈和B鏈的方法中,研究人員選擇將A鏈和B鏈拆分成幾個易於合成的片段。先合成這些肽,再把這些片段連成壹條鏈,壹條鏈。
為了防止氨基酸的氧化,合成過程中使用的壹些氨基酸側鏈被添加了保護基團,但最終的A鏈和B鏈不含這些保護基團,因為中間的反應步驟會逐漸去除這些保護基團。
最後,通過鄒承魯在1963中發現並由杜玉蒼在1965中部分修飾的方法,將完全合成的A鏈和B鏈進行重組。當時,研究人員發現,胰島素的A鏈和B鏈在體外重組時,傾向於形成與天然胰島素相同的二硫鍵和相同的三維結構。
這個現象直到20多年後,也就是80年代才得到解釋,也就是兩條肽鏈形成天然胰島素的三維結構時,會處於最低能量狀態,所以分子會自發形成這樣的結構。
背景
胰島素是壹種蛋白質激素,由胰島β細胞分泌。弗雷德裏克·格蘭特·班廷和約翰·麥克勞德因發現胰島素而獲得1923年諾貝爾生理學和醫學獎。
胰島素由兩條肽鏈組成,即由21個氨基酸殘基組成的A鏈和由30個氨基酸殘基組成的B鏈。A鏈和B鏈通過二硫鍵連接。胰島素在血糖濃度的調節中起著重要的作用。胰島素合成和分泌異常是1型糖尿病的誘因,1型糖尿病的治療是給患者註射胰島素。
長期以來,胰島素只能從動物胰腺中分離出來,且產量很低,價格昂貴。人胰島素的結構與牛、豬和其他動物的相似,但有壹些不同的氨基酸殘基。有些人註射牛、豬等動物的胰島素後可能會出現過敏反應。