人工合成结晶牛胰岛素及酵母丙氨酸转运核糖核酸
天然牛胰岛素的相对分子质量为5 700，由A链和B链组成，其中A链有21个氨基酸残基，B链有30个氨基酸残基。两条链通过2个链间的二硫键连接，另外A链上还有一个链内二硫键。1953年，英国科学家桑格（F.Sanger，1918-2013）首次测得了牛胰岛素的全部氨基酸排列顺序。不久，美国科学家安芬森（C.B.Anfinsen，1916-1995）通过研究核糖核酸酶的折叠发现，将核糖核酸酶去折叠后，在适当的条件下它可以重组，恢复活性。在此基础上安芬森提出了著名的蛋白质折叠的热力学假说——蛋白质天然的三维结构是由它的氨基酸序列决定的，他因此于1972年获得了诺贝尔化学奖。几乎在同一时期，我国的科学家成功拆开了天然胰岛素分子的A链和B链，然后让它们重新组合，得到了重合成的结晶胰岛素。接着，又人工合成了胰岛素的两条链，并分别将这两条链与天然胰岛素的A链和B链重组合，获得了有生物活性的半合成结晶牛胰岛素。最终，我国科学家在1965年获得了具有生物活性的全合成结晶牛胰岛素，这是世界上第一个人工合成的蛋白质，无疑具有历史性的、划时代的重要意义。
酵母丙氨酸转移核糖核酸（酵母tRNAAla）是酵母细胞内能携带丙氨酸并将其转移到核糖体以参与蛋白质合成的一类核糖核酸。霍利（R.W.Holley，1922-1993）在1965年利用桑格创立的测序方法，测定了它的全部核苷酸序列信息，这也是世界上第一个被测定全部序列信息的RNA分子。有了牛胰岛素的氨基酸序列信息，我们人工合成了结晶牛胰岛素，那么有了酵母tRNAAla的序列信息，科学家自然而然地就想到了人工合成核酸。相较于胰岛素分子，核酸的分子量更大，酵母tRNAAla由11种（其中7种为稀有核苷酸）、76个核苷酸构成，分子量约为26 000，是牛胰岛素的4～5倍大，因此它的合成工作更加艰巨。我国科学家采用化学合成与酶促连接相结合的方法，首先将核昔酸单体合成小的寡聚核苷酸片段，然后逐步合成两个半分子3'端半分子和5’端半分子，这两个半分子经“退火”处理，使其按碱基互补配对原则重组：二级结构后，再在T4-RNA连接酶的作用下，就形成了完整的酵母tRNAAla分子。我国于1981年完成了酵母tRNAAla的人工合成，这是世界上首次成功地人工合成了化学结构与天然分子相同，并具有生物活性的核糖核酸，充分展现了我国在人工合成生物大分子领域的强大实力和竞争力。无论是结晶牛胰岛素还是酵母tRNAAla的人工合成，它们都是我国科学家集体智慧的结晶，也正是这样一种排除万难、协作攻关的科学精神引领和推动着我国生物科学技术不断向前发展。
来源：人教版高中生物学新教材必修1教师用书
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