人工合成結晶牛胰島素（synthetic crystalline bovine insulin）是一項中華人民共和國於1965年達成的科學成就。人工合成牛胰島素是世界上首個在體外全合成且仍具有完整結構的功能性蛋白質。該研究項目於1958年上馬，研究團隊由來自北京大學化學系、中国科学院上海生物化學研究所、中国科学院上海有机化学研究所的研究者組成。
胰島素屬於蛋白質（多肽）類激素，由A鏈和B鏈兩條肽鏈組成，其中A鏈由21個氨基酸殘基構成，B鏈由30個氨基酸殘基構成。胰島素參與調控血糖濃度控制，1型糖尿病即與胰島素合成分泌異常密切相關，注射胰島素則可用於治療1型糖尿病。
人工合成牛胰島素研究團隊成員王应睐和鈕經義曾因對該項目做出了重要貢獻而分别在1973年、1979年獲得諾貝爾化學獎提名。然而，他们最終並未能獲得當年諾貝爾化學獎。對於未能獲諾貝爾獎一事，中國大陸的互聯網上有許多相關謠言廣泛流傳。
背景
胰島素是一種蛋白質（多肽）類激素，由胰島β細胞分泌。弗雷德里克·格蘭特·班廷和約翰·麥克勞德兩人曾因發現胰島素在1923年獲得諾貝爾生理醫學獎。人胰島素與牛、豬等動物的胰島素結構相似，但有少數幾個氨基酸殘基不同，一部分人在注射牛、豬等動物源胰島素後可能發生過敏等不良反應。
1955年，英國生物化學家弗雷德里克·桑格對胰島素進行了測序，獲得了其氨基酸序列（即一級結構）。因爲這項工作，桑格獲得了1958年的諾貝爾化學獎。第一個體外合成的多肽是由8個氨基酸組成的催產素。這項工作的主導者文森特·迪維尼奧於1955年獲得諾貝爾化學獎。
當時，中國的工業並不發達，許多生化試劑供應緊張。爲了解決生化試劑的供應問題，上海生物化學研究所在1959年開辦了「東風廠」，生產氨基酸等化學試劑。
但在研究項目開始後不久，整個工程很快就被政治化。在1960年，曾一度有數百人參加該項目。當時的方針被稱爲「大兵團作戰」，許多缺乏經驗的畢業生及在讀本科生也參與到了研究項目中。因爲條件惡劣，許多人患上了肺結核等疾病。大兵團作戰使研究工作變得無序而且混亂。到1960年下半年，該工程已耗費了不少的資金，但卻並沒有獲得太多進展。同時，1960年，中國大陸開始陷入經濟危機中。因爲資金的短缺，有關方面曾一度想終止該項目，但該項目此時獲得了時任中華人民共和國國務院副總理聶榮臻的支持。隨後，整個項目組重組爲一個由來自北京大學、中科院上海有機化學研究所、中科院上海生化所的20到30名研究人員組成的小團隊。其中，鈕經義領導的團隊負責牛胰島素B鏈的合成、鄒承魯領導的團隊負責研究A鏈和B鏈的重組方法，A鏈的合成則是由一支北京大學和上海有機化學研究所的研究人員組成的團隊負責。不過，赞恩和凯聪恩尼斯的研究成果確實使中國的研究團隊倍感壓力，因爲其他國家的團隊很可能會搶在他們之前找到合成結晶胰島素的方法。1964年，鈕經義領導的研究團隊成功在體外全合成牛胰島素B鏈。研究人員隨後成功用人工合成的B鏈和天然牛胰島素的A鏈在體外重組出牛胰島素分子。然而，A鏈的合成相比之下並不順利，到1965年3月也沒有取得突破。當月，研究人員決定改變A鏈最後12個氨基酸殘基的肽段的合成途徑。5月，研究人員用新的方法成功合成了A鏈。
機制
研究者將人工合成結晶牛胰島素的工作分成了三個部分。第一部分和第二部分分別是人工合成牛胰島素A鏈和B鏈。第三部分是在體外將A鏈和B鏈重組爲牛胰島素分子。在合成A鏈和B鏈的方法上，研究人員選擇將A鏈和B鏈分別拆分爲數個較容易合成的片段。先合成這些肽段，最後再將這些片段連成完整的A鏈和B鏈。爲了防止氨基酸的氧化，合成過程中所用的部分氨基酸側鏈加上了保護性的基團，但最終得到的A鏈和B鏈並不含有這些保護性基團，因爲中間的反應步驟會將這些保護性基團逐步除去。最後全合成的A鏈和B鏈使用鄒承魯團隊於1963年發現、杜雨蒼在1965年進行部分修改的方法進行重組。當時，研究者發現，胰島素的A鏈和B鏈在體外重組時，傾向於形成和天然胰島素一樣的二硫鍵、形成相同三維的結構。這一現象在20餘年後，也就是20世紀80年代才得到解釋，即兩條肽鏈形成天然胰島素的三維結構時，會處於能量最低的狀態，因而分子會自發形成這樣的結構。
尽管中国大陆当局于1973年谢绝提名，但根据诺贝尔奖官网的提名数据库显示：1973年，来自中国上海的化学家YL Wang（即人工合成结晶牛胰岛素工作的组织者、上海生物化学研究所所长王应睐）获得诺贝尔化学奖提名，提名者为新加坡的化学家F·H·C·Kelly，是最早以中华人民共和国公民身份获得诺贝尔奖提名的人。
參見
*（Helmut Zahn）
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*合成生物學
參考
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