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知识胰岛素的发展历程(一)
2019/08/29

现今,胰岛素造福着人类社会,大家可知道胰岛素是怎么被发现的,以及几代胰岛素的类型和剂型,如果心存疑问的话,就一起看下去吧。


胰岛素的发现


1889年,德国内科医生冯米伦(BaronJ.vonMering)在研究胰腺对小肠吸收脂肪的作用的实验中,切除了一只狗的胰腺,发现这只狗的尿液会招来很多苍蝇。从此,人们就猜测糖尿病也许和胰腺的内分泌缺陷有关。


与此同时,众多科学家开始试图从胰腺中提取胰岛素,但都以失败告终,因为胰岛素会随着胰腺的破坏而被消化酶破坏,研究迟迟没有进展。



胰岛素的成功提取


1920年,弗雷德里克·班廷(FrederickG.Banting)因一篇《胰岛与糖尿病的关系,特别是关于胰结石的病例》的文章中发现一位病人因为胰脏导管被结石堵塞,分泌消化酶的消化腺萎缩,但胰岛细胞依然存活良好。他想,如果手术结扎动物的导管,等到消化腺萎缩岂不是就可以提取具有活性的胰岛素了吗。


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FrederickG.Banting


1921年5月,班廷的实验展开了,在约翰·麦克劳德(J.J.RMacleod)教授的帮助下,经过四个月的实验,终于用胰脏中提取的“液体”救活了一只患糖尿病而奄奄一息的小狗。而这种液体就是后来的胰岛素。


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J.J.R Macleod


1922年1月,班廷决定用提取的胰岛素给一名患病少年进行治疗,第一枚用胰岛素成功治疗的糖尿病案例诞生了。


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1923年,班廷和麦克劳德荣获诺贝尔生理与医学奖。


为了进行推广,几位科学家申请专利并将专利授权给礼来、诺和诺德多家企业进行商业化生产。胰岛素得以迅速生产并上市,拯救了许多因糖尿病而饱受折磨的人。



胰岛素结构式的确定


1953年英国化学家桑格(FrederickSanger)确定了胰岛素的一级结构:由AB两个肽链组成,A链有21个氨基酸,B链有30个氨基酸。证明蛋白质具有明确的构造,他因此获得1985年诺贝尔化学奖。


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FrederickSanger


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其实桑格开始着手的是测定蛋白质的一级结构。当时科学界对蛋白质这样的生物大分子,有没有稳定的组成都难以达成一致意见。桑格花费10年的时间以胰岛素这一重要的蛋白质为目标,幸运的是胰岛素是一个非常简单的蛋白质,他获得了胰岛素晶体,并确定了胰岛素的一级结构,这也为胰岛素后期的发展做出的重要贡献。


(话外:1975年时,桑格发展出一种称为链终止法(chaintermination method)的技术来测定DNA序列,这种方法也称做“双去氧终止法”(Dideoxytermination method)或是“桑格法”。他是第四位两度获得诺贝尔奖,以及唯一获得两次化学奖的人。)



人工胰岛素的全合成


桑格确定了牛胰岛素的一级结构,而牛胰岛素的全合成是由中国完成的。


1965年,中国科学院上海生物化学研究所在所长王应睐的组织领导下,与北京大学和中国科学院上海有机化学研究所的科学家们通力合作,克服重重困难,于1965年9月17日完成了结晶牛胰岛素的全合成。经过严格鉴定,它的形态结构、生物活力、物理化学性质都与天然的牛胰岛素完全一致。这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质,这项成果也获得了1982年中国自然科学一等奖。


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今天就讲到这里,下期再为大家介绍胰岛素的类型和剂型,敬请期待。



参考文献:

[1]孙书秀.胰岛素和诺贝尔奖[J].教育教学论坛,2011(1):180-180.

[2]龚岳亭,杜雨苍,黄惟德,etal.结晶牛胰岛素的全合成[J].生命有机化学,1965,16(11):941-945.





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