我国著名有机化学家、一级研究员汪猷教授原任中国科学院上海分院副院长、中科院上海有机化学研究所所长。前不久,他退居二线,担任有机化学研究所名誉所长,同时继续担任中科院化学部学部委员,国务院学位委员会理科评议组成员,《化学学报》主编等职。他是我国科技界德高望重的前辈之一,在其半个世纪的科研生涯中,为我国生物化学和有机化学的发展作出了开拓性的贡献,他在人工合成胰岛素、核酸等具有国际领先水平的科研项目中的出色表现,使他名列当今世界知名的科学家之列。
早年经历
汪猷字君谋,一九一O年出生于浙江杭州一个民族资本家的家庭。他自幼勤奋好学,喜爱数理化类自然学科,史、经、文学亦有涉猎。他一九三一年毕业于南京私立金陵大学工业化学系,获理学士学位,旋即赴北京协和医学院,跟随生化学家吴宪教授,先后以研究生和研究员身份专攻生物化学,并从事有关男性激素的生化研究,这是他的研究生涯的正式开始。一九三五年留学德国明兴大学化学研究所,学成后获科学博士学位。以后几年中,分别担任该研究所和德国海德堡城威廉皇家科学院医学研究院有机所,以及英国伦敦密特瑟斯医院医学院生化研究所的客籍研究员。
在德国明兴大学期间,他在著名化学家、诺贝尔化学奖金获得者维兰(Heinrich Wieland)教授及其助手E. 唐纳博士(Elitadeth Dane)门下,研究有关不饱和胆酸和胆醇的制备,合成了胆甾双烯酮和胆甾双烯醇。在威廉皇家科学院工作期间,在著名化学家、诺贝尔化学奖金获得者孔(Richard Kuhn)教授指导下研究藏红素的化学,合成了十四乙酰藏红素。一九三九年四月,他婉言谢绝了孔教授请他留所工作的邀请,转赴英国从事雌性激素类物质的合成工作。由于受到国内外名师的熏陶、训练和培养,使汪猷养成了严谨的科学作风和献身科学、勇于创新的精神,这对他以后的科学事业起了深刻的影响。
我国抗生素事业的前驱
人们知道青霉素、链霉素等,而桔霉素却鲜为人知。其实,它也是抗生素大家庭中骁勇的一员。早在一九三一年,英国的一位细菌学家就发现了桔霉素,但他并没有把它当作抗生素研究。四十年代中期的汪猷,与这位英国学者殊途同归,对这桔子上的霉菌烂毛发生了兴趣。这是一九四四年的事。
在这以前,一九三九年八月,汪猷从英国归国,回北京私立协和医学院任讲师后又任助教授,除教授有机生物化学外,大部分时间从事孕妇尿中孕甾二醇的测定和中药当归有效成分、药理的研究,一九四二年因日军占领协和,迫使他南下,在上海私营丙康药厂任厂长兼研究室主任。就在这期间,他刻苦学习微生物方面的知识,坚持不懈从事抗菌素的分离工作,寻找青霉素的计划失败了,却获得了桔霉素。一九四七年,他的“桔毒素”的论文在美国有影响的《科学》杂志发表后,除了国内“大公报”等报报道外,美国一家通讯社还从旧金山发出电讯,称中国化学家制成一种效用类似青霉素的桔霉素。为了分析出桔霉素的化学结构,并人工合成它,汪猷与他的助手们进行了更广的范围、更深的层次的探索。桔霉素由于有毒性,不能应用于临床。但通过这一工作对促进我国抗菌素工作的进展,起到了一定的作用。这里值得一提的是,汪猷具有很强的组织才能,重视培养青年科学家,注意形成团结、有效的科研群体组合。根据青年助手们的个性,发挥他们的所长,安排工作踏实细致的丁宏勋从事有机合成和分析研究,思想活跃的屠传忠从事化学反应和合成,不畏艰巨工作勤奋的贾承武进行微生物测试和发酵研究。几个人的配合,使这个项目在最困难的条件下取得进展。
从一九四七年到解放初期,工作条件十分艰苦,他们在当时的中央研究院的两间病理实验室尸体解剖台上做实验。有机所原十三室主任、丁宏勋研究员回忆当时情景时说:四七年初,汪先生因醉心于桔霉素研究,而桔霉素又未能马上给药厂带来经济收益,药厂老板提出如肯降低制药的规格,可以允许研究,否则解聘。汪猷拒绝了老板不顾病家健康、唯利是图的要求。于是他被老板解聘了。汪先生当时生活十分拮据,仍一头扎到研究工作之中。他对名利视为身外之物,对清贫甘之如饴。就是以后担任了中央研究院的研究员,当时的物质生活也是很困乏的。由于汪先生以身作则,大家都信念坚定,决心为开拓中国的抗菌素事业尽力。
解放后,党和政府为他的科学研究创造了良好的条件,使桔霉素研究取得了完满的成果。一九五二年在党的关怀和中国科学院与有关部门的支持下他曾发起组织召开我国首次抗生素工作会议,此后又参加组织了上海和全国的抗生素研究工作委员会,一九五六年在北京主持了国际抗生素学术会议。在此期间还直接从事金霉素、链霉素的发酵,提取及机制研究。此后他和同工作者还改正了链霉素分子中链双糖胺β苷键的错误,确证其为α苷键。这项成果选入上海1960年科研成果论文集。十年之后,外国化学家才指出同样的错误。他是我国抗生素事业的奠基人之一。
人工合成胰岛素
中华人民共和国成立后,汪猷被聘为中国科学院生理生化研究所研究员,一九五二年调任有机化学研究所研究员、副所长。他的科研生涯的黄金时代到来了。一九六O年,他率领有机所的部分科研人员,和生化所、北京大学等单位的同志一起,从事了人工合成胰岛素的探索。蛋白质是生命的基础物质之一,凡是有生命的物质都离不开蛋白质和另一重要物质核酸。早在一百多年前,恩格斯就指出,“生命是蛋白体的存在方式”。并预言:“只要把蛋白质的成分弄清楚以后,化学家就能着手制造出蛋白质来。”外国科学家曾在这方面做过探索,直到一九五五年才搞清楚了一种最简单的蛋白质——胰岛素的结构。但要用人工方法合成胰岛素,工作量繁复浩大。因此直到一九五八年,英国《自然》杂志还预测:“人工合成胰岛素在相当长时间里,未必会实现。”
汪猷和著名生化学家王应睐教授负责组织领导科研人员进行这项研究。多肽合成本来不是汪猷的专长,但是他从工作中认真刻苦学习。由于难度相当大,研究工作几经沉浮。一九六三年,再度掀起攻关热潮。胰岛素是由一条各种不同氨基酸所组成的二十一肽A链,和一条三十肽B链,通过两对二流键结合起来。他们决定兵分两路,有机所与北京大学合成A链,生化所合成B链。汪猷作为负责A链的第一线指挥员,始终战斗在最前列,他阅读了大量文献,与大家一同分析问题,总结经验,提出设计思想和合成路线,每隔二、三天,就和大家讨论一次,发现何题,及时解决。他对任何实验和数据,要求极严。实验即使获得成功,但数据不充足,他总是坚持推倒重来。化学合成的胰岛素结晶问世后,曾开过两次鉴定会,就是因为第一次鉴定会数据不够充分,汪猷等人坚持补做工作,待到第二次鉴定会后,才正式向外界宣布。在这场与西德、美国的角逐中,以王应睐、汪猷为首的我国科技人员,终于在一九六五年向全世界宣布首次合成具有生物活性的蛋白质——胰岛素。这项成果获国家科委自然科学一等奖。
生命科学的又一重要成果
庆功的鞭炮余音未绝,科学家们又把下一个合成的目标对准了核酸。“再夺一个科学领域里的世界冠军!”汪猷是这个倡议的发起人之一。他认为,核酸和蛋白质都是组成生物体的最重要的生物大分子。既然能人工合成蛋白质,为什么不能合成核酸?尤其是核酸对生命现象具有重要意义。生物体遗传信息的储存、表达和复制,以及蛋白质的合成,都离不开核酸的作用。
这项工作从一九六八年开始,参加协作的有中科院上海生化所、细胞所、有机所和生物物理所、北京大学、上海化学试剂二厂等单位的一百多个科研人员。汪猷是协作组的副组长。作为学术带头人,他和协作组组长王应睐教授,以及协作组领导成员王德宝教授等运筹帷幄,对突破这个高难度项目进行精心规划。酵母丙氨酸转移核糖核酸分子量在二万六千道尔顿以上,是牛胰岛素的四至五倍,结构与蛋白质根本不同。它是由七十六个核苷酸分子(其中有四种常见的核苷酸,七种修饰的核苷酸),通过磷酸二酯键连接成的生物大分子。汪猷等人设计,先把十一种核苷酸制备出来,然后按特定的顺序把单个核苷酸连接成含三至六个核苷酸的小片段,再把小片段接成大片段,再连接成半分子、整分子。参加协作的单位各自承担一部分的工作。在有机所,汪猷白天在实验室指导,晚上翻阅文献,还常和中青年科研人员进行学术讨论,使大家及时了解国际动态,迅速掌握应用新的技术和合成方法。他提出羧酰咪唑保护核苷酸单体的方法以及对反应机制等的研究,对缩短反应用期,简化制备手续,提高保护核苷酸纯度、定位酰化起了显著作用。
在协作组中,他提出“搞好团结,协作到底,坚持到底”的口号,无论碰到什么困难,毫不动摇。当有的同志提出改全合成为半合成时,他表示,我们绝对不能改变战略目标。协作组中出现矛盾财,他总是积极承担责任,主动作好协调工作。经十三年的艰苦奋战,预期的战略目标终于实现了。此时,汪猷又引导大家向前看:“对有机化学学科和有机化学工作者来说,还有更坚固的堡垒待我们去攻克,我们应认真考虑下一步该怎么走。”
天花粉、代血浆及其他
就在汪猷从事人工合成胰岛素、核酸研究的同时,他还先后指导和参与了代血浆、天花粉及另外一些重要科研项目的研究工作。
天花粉用于妇科引产,我国宋代已有记载。但天花粉引产的机理是什么?它的有效成分天花粉蛋白质结构如何?能否扩大它的应用范围等,还有待于当代科学工作者作出回答。一九六六年底,有机所科研人员开始从事这方面研究。一九七二年,汪猷在国家科委的一次科研规划会议上,建议将天花粉研究列为院重点课题。他认为这是十分重要的基础理论研究课题,它既有重大的学术意义,又有明确应用前景。由他积极推动组织,与福建物质结构研究所和北京生物物理研究所协作完成天花粉蛋白空间结构的测定。同时有机所单独从事天花粉蛋白的纯化与一级结构的测定。蛋白质一级结构测定在我国是薄弱环节,汪猷本着从工作中学习的态度提出了他的意见,并请西德著名专家来沪讲学,不仅加快了天花粉研究工作的进度,而且使参加听讲的国内有关单位从事异常血红蛋白一级结构测定工作也获得进展。目前一级结构测定工作即将完成,天花粉用于引产,从复方变为单味药,从用于中期引产到目前试用于早期引产成功,这是有机所有关科研人员和一些医院的医务工作者以及生物和医学方面的科学家共同努力的结果。这项有关我国计划生育国策的重大科研项目荣获了一九八三年国家创造发明二等奖。
一九五八年以后,汪猷领,导了高效、安全的新型代血浆——羧甲基糖淀粉的研究。这是我国首创的代血浆,和国际上广泛应用的代血浆——右旋糖苷相比效果相同,而且具有原料易得、工艺简便等优点。一九七九年英国《自然》杂志有一篇评论高分子代血浆的文章中,曾提及,中国有不少成果是“重复西方专利资料”,但这个是“原始的”(独创性),称有关的论文是“细致完善的高级论文”。至今外国学者来所参观时,仍对这个项目很感兴趣。还需一提的是,当初代血浆问世后,需进行健康人安全试验,汪猷是志愿受试的首批报名者之一。
此外,汪猷在我国开拓了有机催化和生物催化的研究领域。石油发酵深度脱蜡的研究成果,已推广到若干炼油厂发酵生产低凝固点油。石油酵母 - 蛋白质饲料的研究成果,为我国石油蛋白的研究和生产奠定了基础。他还为我国活性染料、感光染料的研究和生产作出了贡献。
半个世纪来近百篇发表于国内外多种期刊的论文,显示了汪猷在科研领域内纵横驰骋的深厚功力;他培养的一批批的青年科学家和研究生已在科研中起骨干作用。汪猷的出色成就以及他在发展我国与国际学术界的交往方面所做出的许多积极有益的工作,使他受到国际学术界的赞扬。一九七四平,英国伦敦大学皇家科学技术学院曾提议授予汪猷为该学院名誉研究员,汪猷鉴于当时情况婉言谢却。一九八一年他被选为国际性刊物《核酸研究》的编委和《四面体》、《四面体通讯》的名誉编委。一九八四年,被授予法兰西科学院外籍院士称号。