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院士故事

张友尚

发表日期:2025-05-15

1985年,张友尚与父亲张孝骞院士摄于协和医院

    1925年秋一个普通的日子,张友尚出生于北平(今北京)一个书香门第之家。他的父亲张孝骞是湖南长沙人,时任著名的北京协和医院内科医师。张友尚是张孝骞夫妇的长子,从小接受良好的家庭教育。1931年,张友尚进入孔德小学读书。该校由著名教育家蔡元培任校长,注重培养学生的品德与学业。张友尚懂事较早,学习刻苦,成绩优异,为后续学习开了一个好头。

    1937年夏,适值张友尚小学毕业时,张孝骞应母校召唤,准备回长沙湘雅医学院任教。就在那时,日寇发动了侵华战争,南下的平汉铁路靠北的路段已被切断,于是他们一家只能乘火车北上到山西大同,然后乘敞篷汽车越过雁门关到太原,再乘火车沿正太路到石家庄,然后沿平汉路转粤汉路回到长沙。同年初秋,张友尚考进了雅礼中学。雅礼中学是湖南、乃至全国的名校。初一的学生就学习《孟子》,英语课采用美国的中学课本,并由耶鲁大学毕业生用直接法讲授。学校注重学生德智体全面发展,体育设施齐全,篮球、排球、足球和游泳场馆等一应俱全,其足球水平更是名闻遐迩,所有这些都给张友尚全面发展提供了条件。张友尚虽然只在雅礼上了一年初一,但是在中、英文方面已经有了良好的开端。

    一年后,日军进攻武汉,长沙岌岌可危,日本飞机不时来轰炸,于是湘雅医学院决定西迁贵阳,张友尚也随父母于1938年夏乘汽车沿湘黔公路到达贵阳。张友尚先就读于达德中学,但时间很短,不久就考进从南京迁来的中央大学实验中学。这又是一所名闻遐迩的中学,校长由中央大学校长罗家伦兼任。五年的中学教育使他在数理化和中英文各方面打下了坚实的基础。在中学里,张友尚对化学产生浓厚兴趣,并开始做起进入化学王国干一番事业的梦。1943年中学毕业后,他考进了全国知名的浙江大学化工系。抗战期间,浙江大学由杭州辗转西迁到贵州,工学院和文学院在遵义,理学院和农学院在湄潭,一年级新生都在永兴。

    在浙大学习五年里,与其说化工专业知识有较大长进,不如说更加难以忘怀的是竺可桢校长倡导与力行的求是精神及其人格风范。而今竺校长提出的“两个问题”——“第一,到浙大来做什么?第二,将来毕业后做什么样的人?”仍会常常萦绕于自己的心头,成了自己继续前进的不竭动力!

    资料来源:张友尚:人工合成胰岛素的逐梦人.浙大校友网.2009-06-27.

留学英国期间摄于伦敦马克思墓前(1965年)

    1964年,张友尚被选送到英国剑桥分子生物学实验室进修。这个实验室是举世闻名的,它被认为是分子生物学的发源地和诺贝尔奖的摇篮。在那里,他主要是利用电子显微镜研究肌肉蛋白的收缩,导师是英国皇家学会会员Hugh Huxley。研究论文完成后,导师要他在《自然》(Nature)杂志上发表,但是根据当时的规定,他单独完成的工作应该在国内杂志发表。回国后就遇上史无前例的运动,于是他花费近一年完成的研究论文始终没有发表。为了回国后开展X射线晶体衍射的工作,张友尚用二三个月的时间收集了烟草花叶病毒蛋白外壳晶体的衍射图像,并从中获得了新的结构信息。这项研究是和Aaron Klug等三位英国作者共同完成的。Klug是英国皇家学会会员并于1982年获诺贝尔化学奖。这篇文章于1966年在《自然》(Nature)上发表。1966年初他回国后正赶上“文化大革命”,不久他就被隔离审查,一直到1970年才回到实验室,1972年9月又去奉贤五七干校劳动了五个月。因而他在英国利用电子显微镜、X射线对肌肉蛋白和病毒蛋白所做的研究已无法继续,令人十分惋惜。

    资料来源:张友尚:人工合成胰岛素的逐梦人.浙大校友网.2009-06-27.

 1990年,张友尚与林其谁教授(右)参加第一次中国多肽会议期间摄于上海华夏宾馆,横幅为庆祝牛胰岛素胜利合成25周年

    1956年,周总理发出“向科学进军”的号召,中国科学院开始面向全国招收研究生。张友尚长期以来有志于生物化学的研究,于1957年考入中国科学院生理生化研究所蛋白质专业,师从曹天钦先生研究蛋白质科学。

    当时,曹天钦先生在肌肉蛋白方面的研究正在蓬勃地开展,顺着导师的方向继续前进应该是事半功倍的。然而当张友尚开始研究肌肉蛋白不久,1958年大跃进的浪潮就席卷了全国。全所科研人员在破除迷信、解放思想的号召下,中断了原来的课题并改行研究振奋人心的重大课题。在这种时代背景下,高研人员提出了蛋白质人工合成的课题。当年化学结构已知的蛋白质只有胰岛素。胰岛素有A、B两条链,彼此通过二硫键相连。张友尚会同杜雨苍、鲁子贤等参加了天然胰岛素拆合的研究:即将胰岛素拆成A、B链,然后看A、B链能不能重新结合成胰岛素。杜雨苍敢于打破常规,将三个二硫键同时拆开,并在重新接上后出现了5%左右的胰岛素活力。研究工作走出可喜的一步后,下一步要解决的难题就是如何把5%重合成的胰岛素与95%的杂质分离。这个难题落到了张友尚的身上。1959年夏,张友尚正在漕河泾农场从事为期三个月的劳动,劳动还没有结束他就被调回所内解决这个难题。对张友尚而言,这是一个挑战,也是一个机遇。那时分离纯化蛋白质的方法远远没有现在这样先进。他尝试用离子交换柱层析等办法,都遭到失败,但他没有泄气,而是总结失败的教训后,又苦思冥想,寻找新的方法。后来,他利用纸层析的一种溶剂——酸性仲丁醇在试管中萃取。这个方法不仅简单,而且不需要特殊设备。萃取后,张友尚发现部分纯化的粗产物的胰岛素活力有明显的提高。为了进一步纯化,他乘胜前进,采取了透析结晶的方法,终于在显微镜下看到了晶莹透亮的胰岛素结晶。此时,张友尚真像中年得子一样激动,并与同仁们一同分享喜获成果的快乐。从部分纯化的产物能够得到结晶说明重合成的胰岛素具有天然胰岛素同样的空间结构,从而解决了一个悬而未决的大难题,那就是:我们好不容易人工合成的胰岛素即使其化学结构完全正确,会不会是一个不具有天然胰岛素空间结构的变性蛋白。天然胰岛素拆合的成功决定了胰岛素人工合成的路线,使胰岛素的合成化整为零,即从合成整个分子简化为分别合成A、B两条链。同时胰岛素拆合工作本身也昭示了一个重要原理,那就是蛋白质的化学结构或一级结构决定其空间结构,或者说蛋白质空间结构的信息包含在它的一级结构之中。遗憾的是在胰岛素拆合公开发表的文章中他们没有提出上述原理,而美国的Anfinsen在核糖核酸酶的拆合中却提出了上述原理,从而使他获得了1972年的诺贝尔化学奖。当结晶牛胰岛素全合成论文在《中国科学》上发表后,国际科学界十分惊讶,因为人们很难想象这样重要的工作是如何在科学还不很先进的中国完成的。

    资料来源:张友尚:人工合成胰岛素的逐梦人.浙大校友网.2009-06-27.


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