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回顾人工合成酵母丙氨酸转移核糖核酸工作

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北京“824”工作的一个重要特点是自力更生,理论联系实际。当时从国外进口的渠道基本上断了,而国内当时只能提供氨基酸等一般生化试剂,所以研究所需的所有的核苷酸、相关的酶、保护剂都得我们自己做。北京“824”组刚一成立,就下到首都啤酒厂组织了原料组,我被安排做DNA单核苷酸原料。为什么做DNA原料呢?因为上海“824”组需要合成DNA片段。在北京做是因为北京有很多国营奶牛厂。在那儿,除做种牛的外,小公牛都被宰掉。宰牛时我们就提着冰壶,开着三轮摩托过去,把胸腺割下来,带到啤酒厂。我带着几个人花了几个月的时间,从小牛胸腺中成功提取出了DNA,然后再用桔青酶(磷酸二酯酶)降解DNA,经柱分离,得到单体脱氧核苷酸。我们把这个技术移交给了上海试剂二厂,上海试剂二厂再为上海的研究所提供脱氧单核苷酸。

其他一些同志在啤酒厂做什么呢?他们做RNA合成所需的单体核苷酸。他们用啤酒厂的废酵母作原料,也是用桔青酶将RNA降解成单体核苷酸,再上柱分离。后来也把这项工作移交给了试剂厂。

为了与工农兵相结合、接受工农兵再教育、理论联系实际,我们拿到AMP之后,还用光合的方法将其变成ATP。ATP有针剂,过去我们是进口的,价格昂贵。我们的同志(华陵等人)和一些工人一道,经过反复实验,在首都啤酒厂建立了ATP生产车间。“文革”时啤酒生产的经济效益不是很高,但该厂的ATP车间的效益很高,可现在他们不做了。一直延续到现在的,是PolyIC的生产,这也是我们在那个时候搞起来的。PolyIC是一种合成的干扰素诱导剂,对于病毒性感染有一定的疗效,现在生物物理所还在和燕京啤酒厂合作做这个项目。所以,核酸合成有应用意义。它开辟了核酸试剂在国内的生产,推动了相关工业和医药事业的发展。

熊:“824”工作是不是也对农业产生了影响?

王:是的。DNA原料工作完成后,经张其玖同志安排,我带了北京合作组的五六个同志、首都啤酒厂的两个工人师傅,到南苑旧宫国营农场的科技站,跟在那儿工作的两位农大毕业生合作,住在那、吃在那,一道搞“702”。

我们以南苑的几个农场为据点,在水稻、蔬菜、小麦等作物上做实验,搞得热火朝天。“702”是核酸降解液(是应用废酵母RNA降解制作),水稻在插秧之前如果在“702”中浸泡几个小时,它的缓秧时间就缩短了——通常缓秧需要一星期,而浸泡过的只需三、四天。对小麦的处理则是在一定生长期用机器往叶片上喷洒“702”,单打单收,回来后测千粒重,然后进行数理统计。详细情况我就不介绍了。那时候很辛苦,成天在农田里转。全国到处有人来学习,我们就办学习班,在上海、广东等很多地方作了推广。

熊:听说“702”推广了几千万亩。

王:是的。那时候培训了很多干部,还在北京的农业科技展览馆参加了农业科技展览会。大概是1970-1971年间参加的展览会,当时我们还在农场进行相关的实验工作,总理联络员刘西尧还带了人专门去南苑视察,我接待的,对这个事情我印象很深。

 

研究过程

熊:你们什么时候开始核酸合成工作呢?

王:我于1969年到“824”组,马上被安排去首都啤酒厂,然后去南苑,一直到1971年5月份我们才回中关村建实验室。院部从动物所腾出两层楼出来,给“824”组用。实验台都是从遗传所搬过去的。

这时的京区“824”工作基本分成了三个组。一个是拆合组。先从酵母中提纯得到天然的tRNAyAla,然后将其拆开,再将拆得的两个半分子合起来。这个方略受了人工合成胰岛素工作是启发。能不能合,合起来之后有无活性,这是决定整个分子合成路线的。这个组由我负责。第二个组是酶促合成组。化学合成主要由上海的生化所和有机所来做,酶促合成作为辅助手段,由北京来做。当时他们的主要工作是纯化PNP酶。第三个组是化学合成组,分给北京一个5’半分子的片段,以化学所的同志为首来做。还有一个应用组,是后来成立的。

拆所用的T1酶是我们拆合组纯化的。它有文献记载,很快就纯化了出来。合,先拟用N1酶,然后改用DNA连接酶,最后再改用RNA连接酶。N1酶也是我们拆合组自己纯化的,而后两个酶则是大片段合成会战组纯化的。我是该会战组的成员,因为会战涉及拆、合工作。1977年之后组织RNA连接酶会战组,之前DNA连接酶已经拿下了——用超声波将T4噬菌体感染的大肠杆菌破碎,然后从中提取DNA连接酶。在RNA连接酶发现之前,我们预计,就像存在DNA连接酶一样,一定会有RNA连接酶。所以那时候就叫陈慎从各种地方去筛选有关菌种。在DNA连接酶成功之后很快就找到了RNA连接酶。有了RNA连接酶之后,没过太久,到1977年底时,拆合工作就成功了。

熊:在你们之前,国际上报道过tRNA的拆合工作吗?

王:将tRNAyAla拆成两个半分子国外有报道;合成报道也有——那是以色列人在1年前做出的工作,但他们合成的产率低,没测定合成产物的活性。合的工作,我们首先试用N1酶,酶本身提纯了,后来也发表了提纯工作,但没能用它来完成合成。用它来合成,在理论上是可能的,虽然比较复杂,但后来由于协作组决定用DNA连接酶来合成,所以没进行下去。在有模板的情况下,DNA连接酶可用于连接RNA小片段,用DNA连接酶把两个半分子连接起来也应当是一个有效的方法,但后来发现了RNA连接酶,它出来之后就一切都迎刃而解了。我们摸索出了最适反应条件,使得合成产率达到60%以上,而且产物具有完全的接受和转移氨基酸生物活性。这个结果远远超过当时国际上的同类工作。

1979年时在上海衡山宾馆举行了中国-西德核酸蛋白质学术讨论会,我在会上作了拆合工作的报告,西德代表团的F. Cramer团长非常吃惊,当即邀请我去他那儿工作。但参会之前,王应睐有个规定:不许跟外国的科学家谈出国的事;合成完成之后,组织上会安排你们休养,然后安排你们出国。所以我谢绝了F. Cramer的邀请。但“824”工作完成之后我还是去了他那里。

拆合的文章后来没放到《中国科学》上发表。1981年时,经邹承鲁的推荐,它在国外期刊BBA上发表了出来。

熊:在“824”项目中,科学家的自主权大吗?

王:比较大。所有路线的决定都不是一个人,也不是一个地区,而是统一由协作组做出的。协作组还决定各相关单位的分工:生物化学所做什么、生物物理所做什么、北京大学做什么,等等。后来成立大片段合成会战组,最后(1979年)又从各所抽调人成立总装会战组——生物物理所是我,生化所是郑可沁、吴仁龙,细胞所是朱莹书,有机所是陈海宝,北京大学是胡美浩。我们集中在生化所7楼。会战什么呢? 3’半分子的合成(将三个大片段合成为一个半分子),5’半分子的合成(将三个大片段合成为一个半分子)。每次会战都一干就是两三个月。半分子合成之后,总装,把它与另一个天然的半分子合起来(这就是“半合成”),看有无活性。若有,说明这个半分子合成成功了。两个人工的半分子都成功之后,再将它们合起来,测定活性。这方面的工作一直做到1981年底才完成。

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