背景及概述[1]
牛的胰岛素。胰岛素是胰岛细胞分泌的一种调节糖代谢的蛋白激素。牛胰岛素是第1个测定氨基酸序列的蛋白质，含有51个氨基酸，是由含有21个氨基酸的A链和含有30个氨基酸的B链，用二硫键相连构成的。我国许多科学家通力合作，于1965年9月得到化学合成的结晶牛胰岛素。经多种方法测试，其化学结构、结晶形态以及生物功能均与天然胰岛素无异。鉴于蛋白质分子的生物功能与其空间结构密切相关，人工合成的牛胰岛素必具有与天然胰岛素相同的构象。化学合成胰岛素，不仅实现了人类百多年来，从氨基酸出发人工合成蛋白质的宿愿;也证明了一级结构(氨基酸序列)是蛋白质空间结构的基础，只要合成了正确的一级结构，就能得到有正确空间结构的蛋白质。故在理论上有重要意义。
性质研究[2]
刘建华等人利用原子力显微镜观察了牛胰岛素(bovine insulin)在高湿度环境下(相对湿度大于90%)、在4种不同衬底表面上的聚集行为。在高湿度环境下,衬底表面会形成一层纳米级水膜,牛胰岛素分子会在水膜中扩散、迁移、聚集。原子力显微镜观察表明,牛胰岛素在不同衬底表面呈现出形式多样的聚集状态:在MICA表面形成排列比较规则的纤维;在APS-MICA表面呈现出较杂乱的聚集状态;在高温热解石墨(HOPG)表面蛋白分子主要吸附在HOPG的台阶上,堆积成高点并沿着台阶呈线状排列;在OTS-MICA表面,部分区域出现团聚,小部分聚集成纤维状。这些结果表明:在高湿度条件下,不同衬底表面对牛胰岛素的聚集有很大影响,可以利用不同性质的衬底表面来调制牛胰岛素的聚集。
首次合成过程[3]
1958年12月底，我国人工合成胰岛素课题正式启动。中科院生物化学研究所会同中科院有机化学研究所、北京大学联合组成研究小组，在前人对胰岛素结构和多肽合成的研究基础上，开始探索用化学方法合成胰岛素。中科院上海有机化学研究所和北京大学化学系负责合成 A 链，中科院生物化学研究所负责合成 B 链，并负责把A链与B链正确组合起来。
概括起来，研究过程可以分成三步：步，探索把天然胰岛素的A、B两条链，重新组合成为胰岛素的可能性。研究小组在1959年突破了这一关，重新组合的胰岛素结晶和天然胰岛素结晶的活力相同、形状一样；第二步，分别合成胰岛素的两条链，并用人工合成的Ｂ链同天然的Ａ链结合生成半合成的牛胰岛素。这一步在 1964 年获得成功；第三步，经过半合成考验的Ａ链与Ｂ链相结合后，通过小鼠惊厥实验证明了纯化结晶的人工合成胰岛素确实具有和天然胰岛素相同的活性。
研究小组经过 6 年多坚持不懈的努力，终于在 1965 年 9 月 17 日，在世界上首次用人工方法合成了结晶牛胰岛素。原国家科委先后两次组织著名科学家进行科学鉴定，证明人工合成牛胰岛素具有与天然牛胰岛素相同的生物活力和结晶形状。
随后，1965 年 11 月，这一重要科学研究成果首先以简报形式发表在《科学通报》杂志上，1966年3月30日，全文发表。自 1966 年 3 月“人工全合成结晶牛胰岛素”的研究工作在《科学通报》杂志上对发表后，许多国家的电视台和报纸先后作了报道。各国科学家纷纷来信表示祝贺。诺贝尔奖获得者、英国剑桥大学教授托德的来信为这一伟大的工作向研究者致以最热忱的祝贺。
1966 年 12 月 27 日，是毛泽东 73 岁生日的第二天。这一天，《人民日报》发表了一篇社论，宣布“我国在世界上次人工合成结晶胰岛素”。而与诺贝尔奖的情缘更是给人工合成胰岛素增添了几分“神秘”。
直到40多年后的今天，有机化学领域已取得了突破发展，但人工合成胰岛素为我们再次打开生命之门的意义却无法被抹去。它的合成，标志着人类在认识生命、探索生命奥秘的征途中迈出了关键性的一步，促进了生命科学的发展，开辟了人工合成蛋白质的时代，在我国基础研究、尤其是生物化学的发展史上有巨大的意义与影响。
主要参考资料
[1]中国中学教学百科全书·生物卷
[2]刘建华,刘京松,谭菊花,张莹莹,吴钟良,李宾,周星飞。高湿度环境下衬底表面对牛胰岛素聚集的影响[J]。科学通报,2011,56(12):956-961。
[3]1965年 中国首次人工合成结晶牛胰岛素蛋白[J].创新科技,2009(10):49.