人工合成胰岛素是什么？

1. 人工合成胰岛素是什么？

胰岛素是什么？

2. 人工合成胰岛素有什么作用

人类第一次发现多肽物质人工合成胰岛素，这一发现开创了多肽在内分泌学中的功能性研究，其影响极为深远 。 1965年，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。 人工合成牛胰岛素在生物化学与分子生物学发展史上具有里程碑的意义。蛋白质和核酸两类生物高分子有生命现象中所起的主要作用，人工合成了第一个具有生物活力的蛋白质，便突破了一般有机化合物领域到信息量集中的生物高分子领域之间的界限，在人类认识生命现象的漫长过程中迈出了重要的一步。 人工合成牛胰岛素为许许多多的人重新打开生命之门。

3. 人工合成胰岛素的简介

1931年，一种命名为P物质的多肽被发现，它能兴奋平滑肌并能舒张血管而降低血压。科学家们从此开始关注多肽类物质对神经系统的影响，并把这类物质称为神经肽。1953年， 由Vigneand领导的生化小组第一次完成了生物活性肽催产素的合成。此后整个50年代的多肽研究，主要集中于脑垂体所分泌的各种多肽激素。1952年，生物化学家Stanley Cohen在将肉瘤植入小鼠胚胎的实验中，发现小鼠交感神经纤维生长加快、神经节明显增大这一现象。8年后的1960年，才发现这是一种多肽在起作用，并将之称为神经生长因子（NGF）。

4. 人工合成胰岛素的介绍

1902年，伦敦大学医学院的两位生理学家Bayliss和Starling在动物胃肠里发现了一种能刺激胰液分泌的神奇物质。他们把它称为胰泌素。这是人类第一次发现的多肽物质人工合成胰岛素，由于这一发现开创了多肽在内分泌学中的功能性研究，其影响极为深远，诺贝尔奖委员会授予他们诺贝尔生理学奖。

5. 人工合成胰岛素的成果

由于生物化学与分子生物学发展史上几个里程碑的工作都是以胰岛素为对象的，不少科学家因此而获得诺贝尔奖。例如，Banting和Best于1921年发现的胰岛素为第一个蛋白质激素，可作为治疗糖尿病的特效药物，因此获得诺贝尔奖。1966年，胰岛素工作发表后，也在国际上引起极大轰动，有上百名著名科学家来信祝贺。英国电视台在黄金时间播出了中国成功合成人工结晶胰岛素的消息，《纽约时报》也用大篇幅报道了这一消息。它被认为是继“两弹一星”之后我国的又一重大科研成果。

6. 人工合成胰岛素在中国

在人体十二指肠旁边，有一条长形的器官，那就是胰腺。胰腺中，散布着许许多多的细胞群，叫做胰岛。当胰岛中的β细胞受到比如葡萄糖、乳糖、胰高血糖素等刺激，就会分泌一种蛋白质激素——胰岛素。它是机体内唯一降低血糖的激素，同时促进糖原、脂肪、蛋白质合成。在生物化学和分子生物学发展的历史中，几个具有里程碑意义的工作都是以胰岛素作为对象，其中之一便是胰岛素的人工合成。

    人工合成牛胰岛素结晶图
1965年，我国科学家成功合成结晶牛胰岛素，标志着这一里程碑坐落在了中国，这是世界上第一次人工合成蛋白质。当合成的消息公布之后，在国际上引起广泛关注，上百名著名科学家表示祝贺。英国电视台在黄金时段播出了中国合成人工结晶胰岛素的消息，《纽约时报》更是进行了大篇幅的报道。人工合成牛胰岛素被认为是我国在自然科学领域的一项重大科研成果。

1965年9月17日，中国首次人工合成了结晶牛胰岛素。这是当时人工合成的具有生物活力的最大的天然有机化合物。
时间再回溯到7年前的1958年，中国科学院生物化学研究所在王应睐、曹天钦、邹承鲁、钮经义、沈昭文等先生的带领下，提出了“世界上第一次用人工方法合成的蛋白质在我国实现”的宏伟目标。这一建议立即得到国家和上级领导的大力支持。

显微镜下的合成胰岛素
1958年12月底，我国正式启动人工合成胰岛素课题。 而在当时，有关蛋白质的研究领域集中于它们的生物功能、物化性质，对结构-功能关系的了解不够深入，对化学合成蛋白质则更是知之不多，充满着“神秘色彩”。我国选定胰岛素作为人工合成蛋白质的对象时，究竟有没有可能实现，还是一个未知数。例如，必须解决胰岛素分子中三个硫硫键拆开后能否再重合成原来的胰岛素，因为它是双链的蛋白质分子。这一问题能否解决关系到合成方案的选择。
在合成胰岛素过程中，有三个关键性的研究步骤：首先把天然胰岛素拆成两条链，再把它们重新合成为胰岛素。这一难题于1959年成功突破，为整个项目的研究奠定了坚实的基础。其次，在合成了胰岛素的两条链后，用人工合成的B链同天然的A链、人工合成的A链同天然的B链相连接。这种牛胰岛素的半合成在1964年、1965年获得成功。最后，把人工合成的A链与人工合成的B链相结合。

  研究人员在人工合成B链肽段和A链肽段（图片来源：人民画报）
经过短短7年时间，到1965年，科学家终于完成了结晶牛胰岛素的合成，经过严格鉴定，它的结构、生物活力、物理化学性质、结晶形状都和天然的牛胰岛素完全一样。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。合成胰岛素工作的简报发表在次年的《中国科学》上，它有着深远的意义。1982年，该项研究成果获得国家自然科学奖一等奖。
在当时特殊的历史背景下，这项具有里程碑意义的研究成果没有能够获得诺贝尔奖，但其最终成果和其中所体现出来的中国科技工作者的科研精神却值得被铭记；而在该项目的保护下，培养起一大批专业科研人才和科研队伍，使得我国在生物化学和分子生物学领域没有太落后于世界。

（全合成胰岛素研究组成立之初的人员。前排中为王芷涯（支部书记）；中排左4钮经义，左5、邹承鲁，左6曹天钦，左7沈昭文；后排右1许根俊，右2张友尚，右5龚岳亭，右6张申碚）
人工合成牛胰岛素是科学上的一次重大飞跃，它标志着人工合成蛋白质时代的开始。结构与功能研究、晶体结构测定等结构生物学亦从此开始。是生命科学发展史上一个新的重要里程碑．在揭示生命奥秘的伟大历程中迈进了可喜的一大步。

本作品为“科普中国-科技创新里程碑”原创 转载时务请注明出处

7. 人工合成胰岛素的研究

经过短短7年时间，1965年，我国科学家终于完成了结晶牛胰岛素的合成，它有着极为深远的意义。由于蛋白质和核酸两类生物高分子有生命现象中所起的主要作用，人工合成了第一个具有生物活力的蛋白质，便突破了一般有机化合物领域到信息量集中的生物高分子领域之间的界限，在人类认识生命现象的漫长过程中迈出了重要的一步。最后，合成胰岛素工作的简报发表于1965年《中国科学》(Science China)。胰岛素的全合成开辟了人工合成蛋白质的时代。结构与功能研究、晶体结构测定等结构生物学亦从此开始。多肽激素与类似物的合成，在阐明作用机理方面提供了崭新的有效途径，并为我国多肽合成制药工业打下了牢固的基础。

8. 人工合成胰岛素为什么不能直接作用于人

人体产生胰岛素与基因工程在大肠杆菌产生胰岛素的不同
(1)人体是这么产生胰岛素的:
第11对染色体短臂上胰岛素基因区DNA向mRNA转录，mRNA从细胞核移向细胞浆的内质网，转译成由105个氨基酸残基构成的前胰岛素原。前胰岛素原经过蛋白水解作用除其前肽，生成86个氨基酸组成的长肽链--胰岛素原(Proinsulin)。胰岛素原随细胞浆中的微泡进入高尔基体，连接上二硫键，经蛋白水解酶的作用，切去31、32、60三个精氨酸连接的链，断链生成没有作用的C肽，形成α链和β链的胰岛素，分泌到B细胞外，进入血液循环中。
(2)大肠杆菌没有高尔基体等细胞器，基因工程如何利用大肠杆菌合成胰岛素?
《微生物学教程》(周德庆):1978年美国的2个实验室合作，通过基因工程使E.coli合成了人胰岛素。在实验室中将人胰岛素基因A、B链的人工合成基因分别组合到E.coli的不同质粒上，然后再移至菌体内，着种重组质粒在E.coli细胞内进行正常的复制和表达，从而使带有A、B链基因的工程菌株分别产生人胰岛素A、B链，然后再用人工的方法，在体外通过二硫键使这2条链连接成有活性的人胰岛素。
所以 大肠杆菌产生的胰岛素，需要用人工的方法，在体外通过二硫键使这2条链连接成有活性的人胰岛素。