一提蛋白質(zhì),也許有人誤以為就是雞蛋中的蛋白。蛋白固然是蛋白質(zhì)中的一種,而蛋白質(zhì)有豈止一種呢。 蛋白質(zhì)的種類可多了!蛋白是蛋白質(zhì),蛋黃也是蛋白質(zhì)。蠶絲是蛋白質(zhì),羊毛是蛋白質(zhì),鹿角是蛋白質(zhì),魚鱗是蛋白質(zhì),鳥的羽毛以及人的頭發(fā),指甲,肌肉也是蛋白質(zhì)。甚至連“酶”很多的激素以及天花,麻疹,流感病毒,也是蛋白質(zhì)。在人體中,大約有幾千種蛋白質(zhì)。 生物體的最基本的單元——細胞,他的原生質(zhì)的主要成分是蛋白質(zhì),就連細胞壁和細胞間的物質(zhì),主要也是蛋白質(zhì)。 蛋白質(zhì)被譽為“生命的基礎”。有生命的的地方,就有蛋白質(zhì);有蛋白質(zhì)(未解體)的的地方,就有生命! 蛋白質(zhì)和核酸組成蛋白體,“恩格斯”曾深刻論述了蛋白質(zhì)與生命現(xiàn)象之間不可分割的關系。他指出:“生命是蛋白體的存在方式?!薄盁o論在什么地方,只要我們遇到生命,我們就發(fā)現(xiàn)生命是和某種蛋白體相聯(lián)系的,而且無論在什么地方,只要我們遇到不處于體題過程中的蛋白體,我們也無例外地發(fā)現(xiàn)生命現(xiàn)象?!?/p> 既然蛋白質(zhì)與生命現(xiàn)象之間有著如此密切的聯(lián)系,那么,深入研究蛋白質(zhì),便可以揭開生命的奧秘。 生命,究竟是怎樣產(chǎn)生的?世界萬物,究竟是從哪里來的?對于這個“生命起源”的問題,千百年來,眾說紛紜?;浇坦拇狄磺猩铮òㄈ祟悾┦恰吧系邸痹诹熘畠?nèi)創(chuàng)造出來的。也有人認為地球上的生命不是起源于地球,卻是從“天外飛來的一個細胞”,落到地球上而起源的。還有人認為生命是自然產(chǎn)生的,如中國古代有“天地合氣,萬物自生”的說法。 “恩格斯”則認為,地球上具有生命的有機體,是起源于“非生命物質(zhì)”,但是,并不是“非生命物質(zhì)”一下子變成了有生命的有機物,而是通過變成蛋白質(zhì),過度到生命體。因此,一旦人工以化學方法用“無機物”制造出蛋白質(zhì),將可以用事實來證明辯證“唯物主義”的生命起源學說。 “恩格斯” 在《自然辯證法》一書中,當論述了十九世紀的三大發(fā)明(能量轉(zhuǎn)化,發(fā)現(xiàn)細胞和進化論)的重要意義后,指出:“有了這三個大發(fā)現(xiàn),自然界的主要過程就得到了說明,就歸結到自然的原因了。現(xiàn)在只剩下一件事還得去做:“說明生命是怎樣從無機界中放生的。在科學發(fā)展的現(xiàn)階段上,這就是要從無機物中制造蛋白質(zhì)的來?!薄岸鞲袼埂边€曾指出:“當化學產(chǎn)生蛋白質(zhì)的時候······它要進入一個內(nèi)容更豐富的領域,即是“有機生命的領域”。 正因為這樣,用人工方法合成蛋白質(zhì),不僅具有重要的化學意義,而且具有重大的哲學意義。我國科學工作者正努力攻克人工合成蛋白質(zhì)的科學堡壘,將不僅把化學的發(fā)展推進到一個新的階段,而且將以事實來證明“恩格斯”的光輝預言。 為什么要人工合成胰島素? 1965年9月17日,中國科學院生物化學研究所沸騰了。這一天,人們終于獲得一點兒雪白的結晶體——世界上首批用人工合成的結晶“牛胰島素”! 這項科學成就,引起了國際科學界的重視。人們把人工合成“牛胰島素”與我國成功“發(fā)射人造地球衛(wèi)星,制成原子彈,氫彈 ”合稱為中國的三大科學成果。 這一丁點雪白的結晶體,是怎么能與人造衛(wèi)星,原子彈,氫彈相提并論呢? 這是因為人工合成胰島素,是一項極其艱難的工作,許多新中國培養(yǎng)的青年科學家,在老教授,老科學家的幫助下,經(jīng)過6年9個月的努力,才終于制成。它要經(jīng)過近二百步合成工作,稍有一步差錯,就前功盡棄。 這是因為人工合成胰島素,具有重要的科學意義,標志著人類在揭開“生命之源”的歷史中,邁出了關鍵的一步。 胰島素是什么東西呢?原來,在人和動物的胰臟里,有一種形狀像小島似的細胞。它分泌出一種激素,叫胰島素。這種激素很重要,它能促進體內(nèi)碳水化合物諸如“糖類和淀粉”新陳代謝,并控制血液里糖的含量。如果缺少胰島素,人體血液中的含糖量就會增加,是大量的糖分從尿液中排出,形成《糖尿病》。在醫(yī)學上,胰島素是治療《糖尿病》的特效藥。 為什么要人工合成胰島素呢?因為胰島素是一種蛋白質(zhì)。當時,我國科學工作者們決心攻克人工合成蛋白質(zhì)的堡壘,選擇哪兒作突破點呢?要想合成蛋白質(zhì),必須知道蛋白質(zhì)的分子結構。當時,唯一人們已知的蛋白質(zhì)分子結構,就是“牛胰島素”。 牛胰島素與人胰島素的分子結構極為相似,都是由51個氨基酸組成的,其中50個氨基酸的成分,順序都相同,只是最后一個氨基酸不同。 牛胰島素的分子是由兩條鏈子組成的,一條叫“A鏈”,一條叫做“B鏈”。A鏈由21個氨基酸組成,B鏈由30個氨基酸組成。兩條鏈之間,由相對硫原子連在一起,A鏈中海油自己的一對硫原子。一個牛胰島素分子,總共含有777個原子! 蛋白質(zhì)是一種構造非常復雜的高分子化合物。塑料,合成纖維,合成橡膠之類,雖然也是高分子化合物??墒撬鼈兊姆肿雍偷鞍踪|(zhì)分子相比,那可就簡單得多了。例如:“聚氯乙烯分子”是由許許多多氯代乙基的基團“手拉著手”鏈接而成的。它之所以簡單,是在于這些基團彼此都是一樣的。正如你用線穿過許多紅珠子一樣,隨便抓一一顆穿進去就行了。 可是,蛋白質(zhì)是不一樣的。蛋白質(zhì)是由許多不同的氨基酸組成的,氨基酸有二十多,而每種氨基酸由是按照非常嚴格的次序排列的。這也和用線穿珠子一樣,如果珠子的顏色繁多,有紅的,黃的,藍的,又有綠的,黑的,棕的,白的······總之是五光十色,各式各樣,而穿的時候,各種顏色的珠子又必須按照嚴格的次序逐個穿進,如先穿一粒紅色的,在穿兩粒黃色的,再穿一粒白色的,然后穿四粒黑色的,兩粒紅色的,一粒綠色的······這自然比剛才光穿紅色珠子的要困難得多。也正因為這樣,人們制成了成千上萬中塑料,纖維,橡膠產(chǎn)品,而在人工制造蛋白質(zhì)的道路上,才邁出了第一步。 在合成牛胰島素時,每加上一粒“珠子”——氨基酸常常就要經(jīng)過好幾步化學反應。是所以前面談到,人工合成蛋白質(zhì)是需要經(jīng)過二百步合成工序,期間錯一步都不行。 正是因為這樣,那一丁點兒白色結晶體的延生,就引起了世界的轟動。 1971年,我國科學工作者測定了分辨率為《2.5A》的豬胰島素分子的立體結構。這樣,便使我國在生物高分子的晶體結構分析方面,躍入了世界先進行列。 近年來,我國科學家們還抽提,結晶了雞,烏風蛇和鰱魚的胰島素。另外,還合成了二十九肽的結晶胰高血糖素,在合成蛋白質(zhì)方面取得了一系列新成就。 |
|