八月廿二,岳阳路
一九六五年九月十七日,上海岳阳路。楼是旧楼,实验室里的台面上摆着试管架、分液漏斗、冰浴盆。窗开着,风扇在转。
按站内历法核校,这一天是乙巳年八月廿二,日干支甲戌。
这一天,一小瓶里出现了结晶。结晶是从合成产物里养出来的,针状的,白的。这些东西如果能证明跟天然的牛胰岛素一样,那么一个蛋白质就第一次被人在试管里造出来了。
五十一个氨基酸
胰岛素是一个蛋白质,分子不大,可在当时算复杂的。
牛的胰岛素有五十一个氨基酸,分两条链:A 链二十一个,B 链三十个。两条链之间有两对二硫键连着,A 链自己还有一对链内的二硫键。这三对键,是把两条链锁成一个固定形状的关键。
氨基酸的排列是有顺序的。哪一个位置是哪个氨基酸,不能错。错一个,形状就变,活性就没有。所以合成这件事,先要把顺序搞清,再按顺序一段一段接。
两条链怎么接
合成的路子是分头做,再合起来。
先把 A 链的二十一个氨基酸分成几段,一段一段合成小肽,再把小肽接成大肽;B 链三十个也这么办。接的时候,每一步都要把不需要反应的位置保护起来,反应完了再脱保护。保护基选得不对,接错位置,前面的活全废。
两链合成之后,还要把三对二硫键搭上。这一步最难:六个巯基,要按指定的方式配对,配错了就是别的分子。办法是让一条链先带上保护的巯基,另一条链用稍微过量的氧化剂,一步步控制,把键引到该在的位置。
没有自动仪器
那时候没有多肽合成仪。每一步都是手工:称量、溶解、调酸碱度、保温、萃取、结晶、过滤、干燥。
一步少则几小时,多则过夜。一个肽段几十步,一条链上百步。做一批,几个月。失败了,从头再来。
反应要在低温下做的,就用冰浴;要无水的,就把器皿烘干;要避光的,就用黑纸包起来。记录本上一步一记,记下投料量、时间、现象、产率。字写得密,行与行之间没有空。
水也要处理。反应用的溶剂要无水,蒸馏过的还要过分子筛;玻璃器皿要洗到内壁不挂水珠,洗完烘干。这些活看着零碎,可一步不干净,产率就掉,或者干脆接到错的位置上。
结晶
合成出来的东西,先是一堆粉末或者糖浆状的东西。要证明它是胰岛素,得让它结晶。
结晶的条件要试:浓度、酸碱度、温度、有没有锌离子、有没有丙酮。条件不对,出来的是无定形的沉淀,不是晶体。
试了很多次。九月十七日,显微镜下出现了针状结晶,跟天然胰岛素结晶的形状一样。
怎么证明是它
形状像不算数,要做几样比对。
一是生物活性:把合成的和天然的分别注射到动物身上,看血糖降多少。降得一样,说明活性在。
二是理化性质:电泳、层析、超速离心,看分子量、等电点、迁移率是不是一样。
三是酶解图谱:用同样的酶把两种东西切开,看切出来的片段是不是对得上。
四是氨基酸组成分析:水解以后测各种氨基酸的比例,对不对。
这几样都对上了,才敢说是同一个东西。
实验记录本
记录本是硬壳的,横格纸,一本用几个月。页眉上写着课题名、日期、记录人。
页眉上写的是公历。乙巳年八月廿二、日干甲戌,这一层在本子上没有;本子是给同组的人看的,要的是哪天投的料、哪天出的结果。
结晶出来的那一小瓶,后来装在玻璃管里,封了口,贴上标签。标签上是编号和日期,字是钢笔写的,被手摸得有些糊。