中国最年轻的7个科学家 唐有祺：结晶牛胰岛素背后的科学家

唐有祺：结晶牛胰岛素背后的科学家  

在中国历史上，有一项纪录不能忽略：1965年9月，中国在世界上首次人工合成了蛋白质结晶牛胰岛素，这标志着人工合成蛋白质时代的开始，是生命科学发展史上一个重要里程碑！

但鲜有人知道，有一位科学家早在上世纪50年代就测定了我国第一批晶体结构，为世界上首次合成人工蛋白质结晶牛胰岛素打下了坚实的基础。

这位科学家就是中国晶体化学和结构化学的主要奠基人、中国分子工程学的开拓者、中国化学生物学的倡导者、中国科学院院士——唐有祺。

唐有祺院士近照

晶体化学是一门研究晶体在原子水平上的结构理论，揭示晶体的化学组成、结构和性能三者之间的内在联系以及有关原理的物理化学分支学科。

现代晶体化学是在大量实测系列晶体结构信息的基础上总结出规律的。因此，它一方面有其坚实的实践基础，另一方面能对材料科学、合成化学、生物化学、地球化学和矿物学等相邻学科起重要的指导作用。

唐有祺于1920年出生于江南水乡、千年古镇新场镇（今属上海浦东），家道小康。儿时的唐有祺喜欢阅读课外书，偶像是岳飞和爱迪生。

上海中学的教学理念与丰富多彩的校园生活，使得唐有祺在中学时期不仅掌握了学习方法与实验能力，还开拓了眼界，让他在日后的科学与教育实践中能够萌发一些超前想法，并始终保持着对生活的热忱与激情。

1941年在唐有祺大学时期李庄做实验

1937年，唐有祺入读同济大学理学院化学系。正值同济大学历史上异常艰苦的5年，唐有祺跟随学校5次迁移，足迹踏遍了9个省份。5年里，他在化学基础及实验方面的能力、德语和英语的水平都得到了提高。

大学毕业后，唐有祺曾在昆明一家兵工厂工作了6个月，后与人合作，在重庆经营电解铁片的试验厂。为此，他甚至放弃了到中央大学攻读研究生的机会。

这番经历使得唐有祺发现，他真正的兴趣不在于实业，而是做学问。1944年春，唐有祺踏上了赴美的“梅格斯将军”号轮船。

赴美之后，唐有祺临时联系了加州理工学院。之所以选择加州理工，是因为鲍林教授（美国著名化学家，量子化学和结构生物学的先驱者之一）。

美国著名化学家莱纳斯·卡尔·鲍林

他到鲍林的办公室，进行了一次恳切的交谈，得到了鲍林认可。鲍林如此爽快地答应唐有祺的申请，让加州理工学院研究生院的主任，甚至唐有祺自己都觉得不可思议。

鲍林选择唐有祺，一个重要原因是，鲍林看到唐有祺在物理和化学两方面不仅有浓厚的兴趣，还有很好的基础。能够师从鲍林，是师生之间彼此选择的结果。

1947年唐有祺在美国加州理工学院留影

唐有祺自此在鲍林门下主攻X射线晶体学和化学键的本质，辅修量子力学和统计力学。

唐有祺不止一次地说过：“师从鲍林的五年是我一生中最重要的经历之一。”

1981年唐有祺（左一）和鲍林夫妇

博士后期间，唐有祺以血红蛋白晶体为对象涉足蛋白质晶体学，成为国际上早期涉足蛋白质晶体学研究的学者之一。

正当唐有祺进行的血红蛋白研究进展顺利之时，新中国成立的消息传到美国，他异常兴奋，迫切地希望能够带着自己的知识回到祖国的怀抱。

唐有祺途经德国汉堡时留影（1952年7月）

1951年，美国限制所有属于科学部门的中国学生，一律不得离境。热爱和平、崇尚民主精神的鲍林得知唐有祺回国的决心后，虽想挽留，但还是伸出援手。

借助参加在瑞典斯德哥尔摩召开的第二届国际晶体学大会的机会，唐有祺从瑞典获得签证辗转回国。

1951年8月，唐有祺回到清华大学任教。唐有祺在美国留学时期便意识到，20世纪初期物理学的一个重大发展趋势是由宏观进入微观领域，如何通过实验技术有效地获得关于物质微观结构的信息是关键。

1912年劳厄（Max Theodor Felix Von Laue 1879~1960）X-射线衍射法的新发现给化学研究领域带来了深刻变革，尤其是DNA双螺旋结构的发现，让唐有祺深有体会。

回国后虽然没有条件继续做X射线晶体学的研究，但他首先想到的，是将结构化学与化学键方面的最新理论和方法通过开设“分子结构和化学键”课程的形式介绍给国内。

同年秋季，唐有祺在清华大学化学系开设“分子结构和化学键本质”课程，这是唐有祺对晶体化学、结构化学在中国“播种”的第一步。

从清华调到新北大后，唐有祺编写了中国第一本结晶化学著作、在北大设立物理化学专业的重点方向：分子结构及化学键，在将把X-射线晶体学前沿知识带到大学课堂的同时，还筹建实验室并进行了中国第一批晶体结构的测定工作。

唐有祺编著的结晶化学教材

不仅如此，他积极整合北大、中科院化学所和物理所的研究力量进行合作，充分利用物理所有X-射线衍射仪的优势，进行晶体结构测定，研究领域扩展到无机化学、分析化学、有机化学、药物化学、矿物学等二级学科密切相关的结构问题。

这对中国化学界的晶体结构和化学键本质的研究，既起到了播种的作用，又对结构化学在本土生根、开花和结果有所促进。

自从X射线衍射实验室建立以后，唐有祺培养了一个晶体结构测定团队，形成欣欣向荣的新学科发展态势。

1960年代，唐有祺觉察到，绝大部分无机物和有机物的结构型式通过X-射线衍射方法获得了认知，各种键长和键角都可以查到，氢键的结构化学特征和数据也已掌握，重要的结构原理大都有了总结。

解析小分子结构的晶体学已经从新兴手段变成了常用工具。这时，他适时地提出来单晶结构分析方法应该探索分子的结构与功能之间的关系为目的，并在生物大分子上开展工作。

1965年中国在世界上第一次用人工的方法合成了一种具有生物活力的蛋白质——结晶胰岛素。

人民日报上报道中国人工合成结晶胰岛素消息

1966年4月，在由国家科委主持召开的人工合成胰岛素鉴定委员会第二次会议上，唐有祺建议，用X射线衍射的方法测定胰岛素晶体的空间结构，此工作刻不容缓。他的建议得到采纳并被推举为学术带头人。

胰岛素测定工作展开之际，政治气氛日趋紧张。唐有祺退居幕后，为胰岛素结构测定的大方向做指引。正是这项中国第一个蛋白质晶体结构测定工作，带动了中国分子生物学、化学生物学，特别是生物大分子晶体学的发展，为中国的结构生物学培养了人才。

1971年，相关研究团队完成了猪胰岛素晶体结构测定，诺贝尔化学奖获得者霍奇金盛赞：“北京图谱目前是（也许永远是）胰岛素最精确的图谱”。

70年代以后，唐有祺的研究团队抓紧开展了系列化、高难度的晶体结构和结构化学研究，发现了新颖的结构型式，并解决相关化学问题。与此同时，唐有祺让研究团队向蛋白质晶体学方向扩展。

1980年，唐有祺查看北京大学的四园衍射仪的使用

在唐有祺的指导下，北京大学物理化学所从1982年起恢复了蛋白质结构分析工作，应用分子置换法，成功地研究了绿豆胰蛋白酶抑制剂的赖氨酸活力碎片牛胰蛋白酶复合物的晶体结构，并得出了赖氨酸活力碎片的立体结构。

这项研究对于普通人的意义在于，胰蛋白酶抑制剂在临床上，可用于预防和治疗急性胰腺炎，并可用于抗休克治疗。此外，在腹腔手术后直接注入腹腔，能预防肠粘连。

唐有祺对物理、化学、生物学、数学都关注且精通化学的各个学科门类，这使得他思路开阔，能够把握学科发展的大方向，他的研究步伐也总是比国内同行更快一些。

他对科学问题常有令人吃惊的超前思维，并勇于开拓新的研究领域。这对中国科学研究力量的整合、中国化学学科的发展影响深远。

1982年8月唐有祺和胡亚东访问英国时留影

1980年代中后期，唐有祺在中国首次提出化学生物学的概念，强调化学与生物学交叉的重要性。他意识到，仅仅将他对学科发展的敏锐嗅觉局限于研究团队之内还不够。虽然国际上已对从分子水平研究生命问题投入相当的热情，但当时的中国，化学和生物学曾一度出现脱离，彼此交叉甚少。

为了让化学研究工作重视生物学问题，唐有祺通过“生命过程中重要化学问题研究”攀登项目为平台，团结并鼓励了一大批化学家转向从事化学与生物学的交叉研究。

唐有祺考量的，不仅是生命过程中的哪些问题才能称之为“重要”，还有大科学项目要充分发挥化学在中国生命科学研究中的作用，为中国化学学科的推陈出新提供动力。

与“生命过程中重要化学问题”一样，“功能体系的分子工程学”是唐有祺开辟的又一个面向国际前沿的学术方向，他倡导的功能体系的分子工程学缩短了现实和假设之间的距离。

唐有祺提出的以功能为导向、分片建设分子工程学的策略，改变了研究者的研究思维方式，研究成果受到了国际学术界的广泛关注。

在美国留学时期，唐有祺的研究成果让他成为国际晶体学界的重要成员。他在美国期间以及从美国回到中国的旅途中，结识了不少学术同行，并与他们保持联系。特别是他与鲍林和霍奇金在学术上的密切往来，成为中国晶体学国际化的重要铺垫。

在唐有祺的努力和霍奇金的帮助下，中国晶体学会成功地加入了国际晶体学会，成为中国科学走向世界舞台的标志事件。

1978年唐有祺参加第11届国际晶体学大会

中国加入晶体学会后，唐有祺积极申请和筹备国际晶体学大会在中国召开。1993年在中国召开的晶体学大会，是当时中国举办的规模最大、历时最长的国际性会议。

1978年8月，参加完第11届国际晶体学大会后，代表团顺访英国，在霍奇金家中做客（左五为霍奇金，左六为唐有祺）

从1977年开始，唐有祺的国际交流异常频繁。这些国际交流，有的是为了争取国际会议在中国的举办权，有的是交流新的科学成果，有的是获取科学交流的资源……

他是活跃在世界化学舞台上的中国科学家，也是国际科学交流新模式的先行者和指路人。唐有祺的工作为中国形成具有国际竞争力的科学队伍起到了积极的推动作用。

1996年10月8日唐有棋在实验室与学生交流（左一为唐有祺，右一为来鲁华，右二为王继成）

从1997年开始，唐有祺辞去他的学术职务，将学术舞台让给年轻人。他的学生乃至在他主导的两个攀登项目带动的一批化学、生物学、物理学领域的研究者，继续在其科学思想的启迪下，畅游于国际学术前沿领域。

唐有祺院士

“唐有祺先生以晶体、物化广探化学全貌，极具战略宏图。学广势伟气度非凡，握美晶照亮北大校园。分子工程，精巧绝伦，绘蓝图导向廿一世纪。”中国科学院化学研究所胡亚东先生的赠语，正是唐有祺科学研究生涯的写照。

唐有祺

（1920.7-）

化学家

化学教育家

中国科学院院士

唐有祺采集小组供稿

参考文献：

1.《中国化学界泰斗唐有祺：科学只是工具要理性运用》，广州日报

2.《唐有祺：学者就是学者》，光明网

3.本文图片来自老科学家学术成长资料采集工程、科学网、光明网、中国科学报等