回顧人工合成酵母丙氨酸轉移核糖核酸工作

拆所用的t1酶是我們拆合組純化的。它有文獻記載,很快就純化了出來。合,先擬用n1酶,然後改用dna連線酶,最後再改用rna連線酶。n1酶也是我們拆合組自己純化的,而後兩個酶則是大片段合成會戰組純化的。我是該會戰組的成員,因為會戰涉及拆、合工作。1977年之後組織rna連線酶會戰組,之前dna連線酶已經拿下了——用超音波將t4噬菌體感染的大腸桿菌破碎,然後從中提取dna連線酶。在rna連線酶發現之前,我們預計,就像存在dna連線酶一樣,一定會有rna連線酶。所以那時候就叫陳慎從各種地方去篩選有關菌種。在dna連線酶成功之後很快就找到了rna連線酶。有了rna連線酶之後,沒過太久,到1977年底時,拆合工作就成功了。

熊:在你們之前,國際上報導過trna的拆合工作嗎?

王:將trnayala拆成兩個半分子國外有報導;合成報導也有——那是以色列人在1年前做出的工作,但他們合成的產率低,沒測定合成產物的活性。合的工作,我們首先試用n1酶,酶本身提純了,後來也發表了提純工作,但沒能用它來完成合成。用它來合成,在理論上是可能的,雖然比較複雜,但後來由於協作組決定用dna連線酶來合成,所以沒進行下去。在有模板的情況下,dna連線酶可用於連線rna小片段,用dna連線酶把兩個半分子連線起來也應當是一個有效的方法,但後來發現了rna連線酶,它出來之後就一切都迎刃而解了。我們摸索出了最適反應條件,使得合成產率達到60%以上,而且產物具有完全的接受和轉移胺基酸生物活性。這個結果遠遠超過當時國際上的同類工作。

1979年時在上海衡山賓館舉行了中國-西德核酸蛋白質學術討論會,我在會上作了拆合工作的報告,西德代表團的f. cramer團長非常吃驚,當即邀請我去他那兒工作。但參會之前,王應睞有個規定:不許跟外國的科學家談出國的事;合成完成之後,組織上會安排你們休養,然後安排你們出國。所以我謝絕了f. cramer的邀請。但“824”工作完成之後我還是去了他那裡。

拆合的文章後來沒放到《中國科學》上發表。1981年時,經鄒承魯的推薦,它在國外期刊bba上發表了出來。

熊:在“824”項目中,科學家的自主權大嗎?

王:比較大。所有路線的決定都不是一個人,也不是一個地區,而是統一由協作組做出的。協作組還決定各相關單位的分工:生物化學所做什麼、生物物理所做什麼、北京大學做什麼,等等。後來成立大片段合成會戰組,最後(1979年)又從各所抽調人成立總裝會戰組——生物物理所是我,生化所是鄭可沁、吳仁龍,細胞所是朱瑩書,有機所是陳海寶,北京大學是胡美浩。我們集中在生化所7樓。會戰什麼呢? 3’半分子的合成(將三個大片段合成為一個半分子),5’半分子的合成(將三個大片段合成為一個半分子)。每次會戰都一乾就是兩三個月。半分子合成之後,總裝,把它與另一個天然的半分子合起來(這就是“半合成”),看有無活性。若有,說明這個半分子合成成功了。兩個人工的半分子都成功之後,再將它們合起來,測定活性。這方面的工作一直做到1981年底才完成。

我們對反應條件做了深入的研究。反應必須是最適的條件,只有這樣,需要的中間產物才能最少。半分子需要量每增加一個百分點,前期合成工作的增加量就會很可觀。整分子合成的產率,在沒有分離之前能達到60%,應當說是相當高的。

熊:完成那一刻是什麼心情?

王:現在想起來,還是比較激動的。當時願意執行合成的最後操作的人並不多。要知道,最後合成出來的半分子的數量是很微小的,只有幾個毫微克分子(nmol),合成的產率也是知道的,大約60%。一旦做錯,那些半分子一旦被損失掉,就得從寶塔的基部、從前面多少克重新開始做。那可是政治事故啊!所以,總裝的時候,是一個人操作,幾個人盯著。

合成操作結束後,先將產物從凝膠上洗脫下來,然後鑑定其末端,接著測接收活性,再測摻入活性。接受活性比較好測,摻入活性很難測(在無細胞系統下進行微量檢測),是細胞所來做的。所以,最後的步驟是在細胞所完成的。後面的過程是用放射性同位素氚來標記的。我們用閃爍計數器來計,本底是十幾、二十個計數,一看超過了這個本底,放射性達到了幾百個計數(這就證明產物確實有了將丙氨酸摻入到蛋白質中去的活性),大家都激動了。當時比較重要的人物,包括王應睞、汪猷等都去了,大家都很高興。但大家也都認為得到這個結果是情理之中的事——操作那么嚴謹,前面的半合成也一直都比較成功,全合成沒理由不成功。