他是中国提名诺贝尔奖的第一人,上世纪60年代曾与诺奖擦肩而过
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诺贝尔奖作为衡量一个国家科学发展的重要风向标,在2015年屠呦呦获得诺贝尔生理学或医学奖之前,诺贝尔奖可以说是中国人心中的痛。
每年诺贝尔奖颁奖之时,我国的媒体都不免要惋惜一下人工合成胰岛素曾与诺贝尔奖擦肩而过的故事,毕竟它是我国科学家在本土做出的确切获得过诺贝尔奖提名的工作。
上世纪六十年代,我国科研人员通力合作,获得了人工全合成胰岛素的成功,一时惊艳世界。其中,钮经义代表中国人工合成牛胰岛素团队,参评1979年诺贝尔化学奖,却遗憾错失。这也是中国科学家第一次如此近距离接触诺贝尔奖。
钮经义
从小立志报国
1920年12月,钮经义出生在江苏省兴化县一个贫穷的书香世家。他的祖父是清朝举人,父亲是秀才,在农村中任私塾教师。在家庭的熏陶下,他从小就有强烈的求知欲,学习刻苦,成绩优异。
初中毕业后,钮经义考入著名的杭州高级中学读书。抗日战争爆发后,学校迁至金华,不久就被迫解散。他和一些同学一起,历尽艰辛,辗转逃难至贵州,1938年毕业于铜仁国立三中,并被保送进入昆明西南联大化学系学习。
在大学四年的学习中,钮经义得以亲聆著名教授高崇熙、朱汝华、黄子卿、曾昭伦、钱思亮、杨石先、张青莲、郑华炽、沈同等的讲课,加上自己的努力钻研,基础知识和专业知识都学得很扎实,他还通过去中学任兼课教师锻炼和提高了自己的工作能力。
1942年,钮经义自西南联大毕业,先后在重庆国立药专和北平清华大学任助教,参加普通化学、有机化学和分析化学等课程的教学工作。
抗日战争胜利后,钮经义在重庆参加了出国留学的考试,被录取为官价外汇自费出国留学生,经过一年时间的经费筹措,于1948年夏季飘洋过海,来到美国奥斯汀市德克萨斯州大学攻读博士,师从Roger Williams教授,1953年5月获得哲学博士生物化学学位。
在德州大学的第一个学期,钮经义在生物化学、高等有机、有机分析、微生物学和美国政府等五门课的学习上取得了优良成绩,第二学期起就任Roger Williams教授的有机定量分析课的助教。
当时,Roger Williams教授和他的研究组对族维生素的研究已取得了丰硕的成果,是发现和命名B族维生素最多的研究组。40年代末期,该研究组已把兴趣转向生物体对微量元素的需求方面,在Roger Williams教授的指导下,钮经义完成了以酵母和大肠杆菌为材料,测定微生物对Zn、Co、Mn等微量元素需要量的方法,这就是他的博士论文。
在取得了博士学位后,钮经义在该实验室继续工作了一段时间。1953年9月,他被聘为德州大学克莱通基金会生化研究所的研究助理,在Loster Reed的实验室进行了硫辛酸的全合成研究工作。
1954年10月,经Roger Williams教授的推荐,钮经义来到加州大学伯克利分校病毒研究所,在著名生化学家Fraenkel-Conrat的实验室工作,这是他研究事业中的转折点。
首次合成牛胰岛素
位于旧金山湾区的加州大学伯克利分校是美国最著名的大学之一,这里出过不少的诺贝尔奖金获得者,病毒研究所学术气氛十分浓厚,除了每周都有的午餐学术讨论会外,还经常在教授家举行文献报告会。在这里近两年的工作中,钮经义在蛋白质一级结构测定的研究方面取得了不少成果。
远在大洋的彼岸,钮经义无时无刻不在思念自己的祖国和亲人。他到美国两年后,爆发了朝鲜战争,和家乡的联系被迫中断,美国当局禁止学理工科和医科的中国留学生回国。朝鲜战事一结束,他就多方打听回国途径。直到1956年初,他才得到移民局放行的通知。1956年4月,钮经义乘坐威尔逊总统号邮轮离开旧金山,踏上了归国的旅途。
钮经义终于回到了日夜思念阔别8年的祖国,当他从踏上深圳的土地那一刻起,就深深感到祖国的温暖,教育部的官员到边界来迎接归来的海外学子,无论在广州还是在北京,给他们安排舒适的住所,组织他们游览参观。
在北京期间,钮经义得到通知,他已被聘请为上海中国科学院生理生化研究所的研究人员,中国科学院派出负责干部把他从宾馆接到在文津街的中国科学院院部,向他介绍情况,钮经义急于开始工作,很快就南下报到。
全合成胰岛素研究组成立之初的人员
中排左四为钮经义
由冯德培所长和王应睐副所长领导的生理生化研究所是一所颇有名望的研究所,有几个基础很好的实验室,钮经义被分配在曹天钦教授领导的研究组,从事原肌球蛋白的C-端分析工作。
1956年,正是国家号召“向科学进军”的年代,与国外相比,虽然仪器设备较差,但大家热情很高,工作勤奋,都希望能为祖国多做出些成果。
1958年,生理所与生化所分所,生化所的科研人员提出了人工合成胰岛素的赶超课题,钮经义在美国曾从事过一些有机合成的工作,义不容辞地承担起多肽合成的业务领导工作,他们首先选择了一个具有生物活性的九肽——催产素作为“练兵”对象,运用别人的经验,进行氨基酸保护,小肤缩合和去保护的研究,从而取得了经验,为人工合成胰岛素的工作打下了基础。
1965年9月我国成功地合成了具有生物活性的结晶牛胰岛素,为我国在世界上首次人工合成具有生物活性的蛋白质,做出了极其突出的和重要的贡献,并于1978年和1980年分别获得全国科学大会奖和国家自然科学一等奖。
遗憾错过诺贝尔奖
人工合成胰岛素是与两弹一星齐名的震动世界的科学成就。在1966年4月举行的华沙欧洲生化学会联合会议上,中国成功人工合成胰岛素的新闻,成了参加会议的科学家们的中心话题。
1972年,杨振宁向周恩来提出,拟向诺贝尔奖委员会推荐我国人工合成胰岛素研究成果。考虑到中国当时的形势,周恩来婉言谢绝,没有提上日程。
1977年,以钱三强为团长的中国科学院代表团访问澳大利亚。在同澳大利亚科学家的一次谈话中,有人对钱三强说:“你们人工合成胰岛素的工作是应该获得诺贝尔奖的,问题在于你们愿不愿意接受。”
在同澳大利亚科学家的这次谈话后,钱三强才从同团出访的童第周、王应睐那里知道了事情的梗概。他认为,中国科学家在基础研究方面取得这一可喜的重大成就,不管能否获得诺贝尔奖,应该借此扩大中国的影响,他愿意出面推动这件事。
1978年9月,杨振宁向邓小平提出他准备提名人工合成胰岛素的中国科学家为诺贝尔奖候选人。与此同时,中国科学院上海生物化学研究所所长王应睐收到瑞典皇家科学院诺贝尔化学奖委员会主席等6位教授的来信,要他在1979年1月31日前推荐1979年度诺贝尔化学奖候选人。
科学工作者在简陋的条件下进行牛胰岛素的合成实验
接下来的难题是按诺贝尔奖的有关规定,从参与人工合成胰岛素的众多科学家中推选出代表,作为诺贝尔奖的候选人。我国人工合成胰岛素研究成果,是3个不同单位人员共同合作的结晶,仅最后一两年直接参加研究工作的人员就有30余人。
经过多次会议讨论,最终推荐钮经义代表我国参加人工合成胰岛素研究工作的全体人员申请诺贝尔化学奖。
但那一年的10月,诺贝尔奖宣布的获奖名单中,化学奖得主为美国人布朗和德国人维提希,没有钮经义的名字。世界上第一个人工合成的蛋白质,就这样被诺贝尔奖抛弃了。
这一“惊讶”最终未能化成诺贝尔奖章,落选原因我们无从得知。毕竟,用诺贝尔奖研究者杨建邺教授的话讲,诺贝尔奖的评定本身也有许多问题,应该获奖的好多由于种种原因没有获奖。任何人或任何成果都没有百分之百获得诺奖的把握。
不过,中国学者的成果发表较晚,削弱了它本该具有的影响力,也许是最大的遗憾。中国学者率先取得胰岛素拆合实验的突破后,由于要求保密,他们并未及时发表成果。杨建邺说:“中国的小组比别人精密一些,但是比外国迟两年发表。这当然会影响评定。”
1959年,中国科学家在人工合成胰岛素研究过程中,邹承鲁教授领导的实验组曾取得了一个重要的阶段性成就——把天然胰岛素拆成A、B链,再重新复合,得到了活性恢复到原活性5%—10%的产物。这证明胰岛素的结构信息存在于其一级结构中。
1961年,美国科学家安芬森发表了一项理论意义类似的、相对简单的工作——氧化被还原的核糖核酸酶肽链复性、结晶。他用尿素变性天然核酸酶A,并能复性。这一成果获得了1972年的诺贝尔化学奖。
人工合成胰岛素史专家熊为民说:“如果在安芬森提出‘蛋白质的一级结构决定高级结构’之前,或者差不多的时候,我们发表成果倒是有可能竞争诺贝尔奖的。可我们的结果发表得比他晚了不少时候。”
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