人工合成类蛋白的成功,奠定了人工合成生命的基础。
英国着名化学家弗雷德里克·桑格经过10年苦战,多次实验,才第一次证明了蛋白质是氨基酸通过肽链连接在一起的聚合物。并于1953年测得胰岛素全部氨基酸的排列次序,揭开了蛋白质结构之谜。
由于这一重大突破,桑格荣获1958年诺贝尔化学奖。134美国迈阿密大学的生物化学家福克斯在人工合成类蛋白的研究中,取得了巨大成功。
在一般情况下,达到100℃以上的高温环境中,生命很难存活。
但福克斯却认为,生命起源的一个重要阶段恰恰需要高温。早期的地球一定是个很热的行星,海洋近于沸腾。也许仅仅是热能,就足以使简单化合物形成复杂化合物。
1958年,福克斯开始了他着名的实验。他将不同的氨基酸混合在一起,在160℃—200℃高温条件下连续加热6个小时。这些混在一起的氨基酸,竟结合在一起成为分子共聚物。由于大分子共聚物是在高温条件下取得的,那么,在高温下脱水就成了氨基酸进一步合成蛋白质的关键。福克斯决定用干热聚合的办法,将18种氨基酸混合在一起,在无水条件下加热至150℃—170℃。连续加热2个小时后发现,这些混在一起的氨基酸,竟杂乱无章地聚成一条条长链,很像蛋白质分子中的长链!
这些同蛋白质结构很相似的长链,跟蛋白质究竟有何种联系呢?
福克斯想到一种验证方法:真正的蛋白质在消化酶的作用下,会被水解成氨基酸。验证结果表明,这些“长链”物质在消化酶的作用下,也会被水解成氨基酸。由于细菌常把蛋白质当食物,所以,福克斯又用细菌验证,发现细菌也能在这种“长链”物质里滋养生长。正因为这种“长链”物质太像蛋白质了,所以,福克斯称它们为“类蛋白质”。
这项实验使人类在探索生命起源的道路上又迈出了重要一步。
1958年至1965年,中国科学家首次合成了含51种氨基酸的蛋白质,即人工合成牛胰岛素结晶。它的结构、生物活力、物理化学性质、结晶形状,都和天然的牛胰岛素完全一样。这是世界上第一次用化学方法合成蛋白质。