現(xiàn)今,胰島素造福著人類社會,大家可知道胰島素是怎么被發(fā)現(xiàn)的,以及幾代胰島素的類型和劑型,如果心存疑問的話,就一起看下去吧。
胰島素的發(fā)現(xiàn)
1889年,德國內(nèi)科醫(yī)生馮米倫(BaronJ.vonMering)在研究胰腺對小腸吸收脂肪的作用的實驗中,切除了一只狗的胰腺,發(fā)現(xiàn)這只狗的尿液會招來很多蒼蠅。從此,人們就猜測糖尿病也許和胰腺的內(nèi)分泌缺陷有關(guān)。
與此同時,眾多科學(xué)家開始試圖從胰腺中提取胰島素,但都以失敗告終,因為胰島素會隨著胰腺的破壞而被消化酶破壞,研究遲遲沒有進展。
胰島素的成功提取
1920年,弗雷德里克·班廷(FrederickG.Banting)因一篇《胰島與糖尿病的關(guān)系,特別是關(guān)于胰結(jié)石的病例》的文章中發(fā)現(xiàn)一位病人因為胰臟導(dǎo)管被結(jié)石堵塞,分泌消化酶的消化腺萎縮,但胰島細胞依然存活良好。他想,如果手術(shù)結(jié)扎動物的導(dǎo)管,等到消化腺萎縮豈不是就可以提取具有活性的胰島素了嗎。
FrederickG.Banting
1921年5月,班廷的實驗展開了,在約翰·麥克勞德(J.J.RMacleod)教授的幫助下,經(jīng)過四個月的實驗,終于用胰臟中提取的“液體”救活了一只患糖尿病而奄奄一息的小狗。而這種液體就是后來的胰島素。
J.J.R Macleod
1922年1月,班廷決定用提取的胰島素給一名患病少年進行治療,第一枚用胰島素成功治療的糖尿病案例誕生了。
1923年,班廷和麥克勞德榮獲諾貝爾生理與醫(yī)學(xué)獎。
為了進行推廣,幾位科學(xué)家申請專利并將專利授權(quán)給禮來、諾和諾德多家企業(yè)進行商業(yè)化生產(chǎn)。胰島素得以迅速生產(chǎn)并上市,拯救了許多因糖尿病而飽受折磨的人。
胰島素結(jié)構(gòu)式的確定
1953年英國化學(xué)家桑格(FrederickSanger)確定了胰島素的一級結(jié)構(gòu):由AB兩個肽鏈組成,A鏈有21個氨基酸,B鏈有30個氨基酸。證明蛋白質(zhì)具有明確的構(gòu)造,他因此獲得1985年諾貝爾化學(xué)獎。
FrederickSanger
其實桑格開始著手的是測定蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)。當(dāng)時科學(xué)界對蛋白質(zhì)這樣的生物大分子,有沒有穩(wěn)定的組成都難以達成一致意見。桑格花費10年的時間以胰島素這一重要的蛋白質(zhì)為目標(biāo),幸運的是胰島素是一個非常簡單的蛋白質(zhì),他獲得了胰島素晶體,并確定了胰島素的一級結(jié)構(gòu),這也為胰島素后期的發(fā)展做出的重要貢獻。
(話外:1975年時,桑格發(fā)展出一種稱為鏈終止法(chaintermination method)的技術(shù)來測定DNA序列,這種方法也稱做“雙去氧終止法”(Dideoxytermination method)或是“桑格法”。他是第四位兩度獲得諾貝爾獎,以及唯一獲得兩次化學(xué)獎的人。)
人工胰島素的全合成
桑格確定了牛胰島素的一級結(jié)構(gòu),而牛胰島素的全合成是由中國完成的。
1965年,中國科學(xué)院上海生物化學(xué)研究所在所長王應(yīng)睞的組織領(lǐng)導(dǎo)下,與北京大學(xué)和中國科學(xué)院上海有機化學(xué)研究所的科學(xué)家們通力合作,克服重重困難,于1965年9月17日完成了結(jié)晶牛胰島素的全合成。經(jīng)過嚴(yán)格鑒定,它的形態(tài)結(jié)構(gòu)、生物活力、物理化學(xué)性質(zhì)都與天然的牛胰島素完全一致。這是世界上第一次用人工的方法合成了具有生物活性的蛋白質(zhì),這項成果也獲得了1982年中國自然科學(xué)一等獎。
今天就講到這里,下期再為大家介紹胰島素的類型和劑型,敬請期待。
參考文獻:
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[2]龔岳亭,杜雨蒼,黃惟德,etal.結(jié)晶牛胰島素的全合成[J].生命有機化學(xué),1965,16(11):941-945.