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诺奖问答| 2022 年诺贝尔化学奖授予点击化学和生物正交化学 ，有哪些信息值得关注 ？******
相比起今年诺贝尔生理学或医学奖、物理学奖的高冷，今年诺贝尔化学奖其实 是相当接地气了 。
你或身边人正在用的某些药物，很有可能就来自他们的贡献。
2022 年诺贝尔化学奖因「点击化学和生物正交化学」而共同授予美国化学家卡罗琳·贝尔托西、丹麦化学家莫滕·梅尔达 、美国化学家巴里·夏普莱斯（第5位两次获得诺贝尔奖的科学家） 。
一、夏普莱斯：两次获得诺贝尔化学奖
2001年，巴里·夏普莱斯因为「手性催化氧化反应[1] [2] [3]」获得诺贝尔化学奖 ，对药物合成（以及香料等领域）做出了巨大贡献 。
今年，他第二次获奖的「点击化学」 ，同样与药物合成有关 。
1998年 ，已经是手性催化领军人物的夏普莱斯 ，发现了传统生物药物合成的一个弊端 。
过去200年，人们主要在自然界植物 、动物，以及微生物中能寻找能发挥药物作用 的成分，然后尽可能地人工构建相同分子，以用作药物。
虽然相关药物 的工业化，让现代医学取得了巨大的成功 。然而随着所需分子越来越复杂 ，人工构建 的难度也在指数级地上升 。
虽然有 的化学家， 的确能够在实验室构造出令人惊叹 的分子 ，但要实现工业化几乎不可能 。
有机催化 是一个复杂 的过程 ，涉及到诸多的步骤 。
任何一个步骤都可能产生或多或少 的副产品。在实验过程中 ，必须不断耗费成本去去除这些副产品。
不仅成本高，这还是一个极其费时的过程，甚至最后可能还得不到理想 的产物 。
为了解决这些问题，夏普莱斯凭借过人智慧 ，提出了「点击化学（Click chemistry）」的概念[4]。
点击化学的确定也并非一蹴而就的，经过三年 的沉淀，到了2001年，获得诺奖 的这一年 ，夏普莱斯团队才完善了「点击化学」 。
点击化学又被称为“链接化学” ，实质上 是通过链接各种小分子，来合成复杂 的大分子 。
夏普莱斯之所以有这样 的构想，其实也 是来自大自然的启发 。
大自然就像一个有着神奇能力的化学家 ，它通过少数的单体小构件，合成丰富多样 的复杂化合物。
大自然创造分子的多样性 是远远超过人类 的，她总 是会用一些精巧的催化剂，利用复杂的反应完成合成过程，人类 的技术比起来，实在是太粗糙简单了 。
大自然 的一些催化过程，人类几乎 是不可能完成的。
一些药物研发 ，到了最后却破产了，恰恰 是卡在了大自然设下的巨大陷阱中 。
夏普莱斯不禁在想 ，既然大自然创造 的难度 ，人类无法逾越 ，为什么不还给大自然，我们跳过这个步骤呢？
大自然有 的是不需要从头构建C-C键，以及不需要重组起始材料和中间体。
在对大型化合物做加法时 ，这些C-C键的构建可能十分困难 。但直接用大自然现有的，找到一个办法把它们拼接起来，同样可以构建复杂 的化合物 。
其实这种方法 ，就像搭积木或搭乐高一样 ，先组装好固定的模块（甚至点击化学可能不需要自己组装模块 ，直接用大自然现成的） ，然后再想一个方法把模块拼接起来。
诺贝尔平台给三位化学家 的配图，可谓是形象生动[5] [6] ：
夏普莱斯从碳-杂原子键上获得启发，构想出了碳-杂原子键（C-X-C）为基础 的合成方法 。
他 的最终目标，是开发一套能不断扩展的模块 ，这些模块具有高选择性，在小型和大型应用中都能稳定可靠地工作 。
「点击化学」 的工作 ，建立在严格的实验标准上：
反应必须 是模块化 ，应用范围广泛
具有非常高 的产量
仅生成无害的副产品
反应有很强的立体选择性
反应条件简单(理想情况下，应该对氧气和水不敏感)
原料和试剂易于获得
不使用溶剂或在良性溶剂中进行(最好 是水) ，且容易移除
可简单分离，或者使用结晶或蒸馏等非色谱方法，且产物在生理条件下稳定
反应需高热力学驱动力（>84kJ/mol）
符合原子经济
夏尔普莱斯总结归纳了大量碳-杂原子，并在2002年的一篇论文[7]中指出，叠氮化物和炔烃之间 的铜催化反应是能在水中进行的可靠反应，化学家可以利用这个反应，轻松地连接不同 的分子。
他认为这个反应的潜力是巨大的 ，可在医药领域发挥巨大作用。
二 、梅尔达尔 ：筛选可用药物
夏尔普莱斯的直觉 是多么地敏锐 ，在他发表这篇论文的这一年 ，另外一位化学家在这方面有了关键性 的发现 。
他就 是莫滕·梅尔达尔。
梅尔达尔在叠氮化物和炔烃反应 的研究发现之前 ，其实与“点击化学”并没有直接 的联系 。他反而 是一个在“传统”药物研发上，走得很深 的一位科学家。
为了寻找潜在药物及相关方法 ，他构建了巨大 的分子库，囊括了数十万种不同 的化合物。
他日积月累地不断筛选 ，意图筛选出可用的药物。
在一次利用铜离子催化炔与酰基卤化物反应时，发生了意外，炔与酰基卤化物分子的错误端（叠氮）发生了反应 ，成了一个环状结构——三唑。
三唑 是各类药品、染料 ，以及农业化学品关键成分的化学构件 。过去的研发，生产三唑的过程中，总 是会产生大量的副产品。而这个意外过程 ，在铜离子的控制下 ，竟然没有副产品产生。
2002年 ，梅尔达尔发表了相关论文。
夏尔普莱斯和梅尔达尔也正式在“点击化学”领域交汇，并促使铜催化的叠氮-炔基Husigen环加成反应（Copper-Catalyzed Azide–Alkyne Cycloaddition），成为了医药生物领域应用最为广泛 的点击化学反应 。
三、贝尔托齐西：把点击化学运用在人体内
不过 ，把点击化学进一步升华 的却 是美国科学家——卡罗琳·贝尔托西 。
虽然诺奖三人平分，但不难发现，卡罗琳·贝尔托西排在首位 ，在“点击化学”构图中，她也在C位 。
诺贝尔化学奖颁奖时，也提到 ，她把点击化学带到了一个新 的维度 。
她解决了一个十分关键的问题，把“点击化学”运用到人体之内 ，这个运用也完全超出创始人夏尔普莱斯意料之外的 。
这便 是所谓 的生物正交反应 ，即活细胞化学修饰 ，在生物体内不干扰自身生化反应而进行的化学反应。
卡罗琳·贝尔托西打开生物正交反应这扇大门，其实最开始也和“点击化学”无关 。
20世纪90年代 ，随着分子生物学的爆发式发展 ，基因和蛋白质地图的绘制正在全球范围内如火如荼地进行。
然而位于蛋白质和细胞表面 ，发挥着重要作用的聚糖 ，在当时却没有工具用来分析 。
当时，卡罗琳·贝尔托西意图绘制一种能将免疫细胞吸引到淋巴结 的聚糖图谱，但仅仅为了掌握多聚糖的功能就用了整整四年 的时间 。
后来 ，受到一位德国科学家 的启发，她打算在聚糖上面添加可识别的化学手柄来识别它们 的结构。
由于要在人体中反应且不影响人体，所以这种手柄必须对所有 的东西都不敏感，不与细胞内 的任何其他物质发生反应。
经过翻阅大量文献 ，卡罗琳·贝尔托西最终找到了最佳的化学手柄 。
巧合 是，这个最佳化学手柄 ，正是一种叠氮化物 ，点击化学的灵魂。通过叠氮化物把荧光物质与细胞聚糖结合起来，便可以很好地分析聚糖 的结构。
虽然贝尔托西的研究成果已经 是划时代 的，但她依旧不满意，因为叠氮化物的反应速度很不够理想 。
就在这时，她注意到了巴里·夏普莱斯和莫滕·梅尔达尔的点击化学反应。
她发现铜离子可以加快荧光物质的结合速度，但铜离子对生物体却有很大毒性 ，她必须想到一个没有铜离子参与 ，还能加快反应速度 的方式。
大量翻阅文献后 ，贝尔托西惊讶地发现，早在1961年，就有研究发现当炔被强迫形成一个环状化学结构后 ，与叠氮化物便会以爆炸式地进行反应。
2004年，她正式确立无铜点击化学反应（又被称为应变促进叠氮-炔化物环加成） ，由此成为点击化学 的重大里程碑事件。
贝尔托西不仅绘制了相应 的细胞聚糖图谱，更是运用到了肿瘤领域 。
在肿瘤 的表面会形成聚糖，从而可以保护肿瘤不受免疫系统的伤害。贝尔托西团队利用生物正交反应，发明了一种专门针对肿瘤聚糖 的药物 。这种药物进入人体后，会靶向破坏肿瘤聚糖，从而激活人体免疫保护。
目前该药物正在晚期癌症病人身上进行临床试验。
不难发现，虽然「点击化学」和「生物正交化学」 的翻译 ，看起来很晦涩难懂，但其实背后是很朴素 的原理 。一个是如同卡扣般的拼接 ，一个是可以直接在人体内的运用。
「 点击化学」和「生物正交化学」都还是一个很年轻 的领域 ，或许对人类未来还有更加深远的影响。（宋云江）
参考
https://www.nobelprize.org/prizes/chemistry/2001/press-release/
Pfenninger, A. Asymmetric Epoxidation of Allylic Alcohols: The Sharpless Epoxidation[J]. Synthesis, 1986, 1986(02):89-116.
Rao A S . Addition Reactions with Formation of Carbon–Oxygen Bonds: (i) General Methods of Epoxidation - ScienceDirect[J]. Comprehensive Organic Synthesis, 1991, 7:357-387.
Kolb HC, Finn MG, Sharpless KB. Click Chemistry: Diverse Chemical Function from a Few Good Reactions. Angew Chem Int Ed Engl. 2001 Jun 1;40(11):2004-2021.
https://www.nobelprize.org/uploads/2022/10/popular-chemistryprize2022.pdf
https://www.nobelprize.org/uploads/2022/10/advanced-chemistryprize2022.pdf
Demko ZP, Sharpless KB. A click chemistry approach to tetrazoles by Huisgen 1,3-dipolar cycloaddition: synthesis of 5-acyltetrazoles from azides and acyl cyanides. Angew Chem Int Ed Engl. 2002 Jun 17;41(12):2113-6. PMID: 19746613.
TVB知名主持人陈贝儿：拍纪录片《无穷之路》切身感受“中国奇迹”******
中新网广州11月13日电 题 ：TVB知名主持人陈贝儿：拍纪录片《无穷之路》切身感受“中国奇迹”
中新网记者 王坚
“我真的很开心得到《无穷之路》与《无穷之路2 ：无价之保》的拍摄机会 ，这份工作让我一路上透过采访不同人物 的故事，了解我们美丽 的祖国与美丽 的时代 。”纪录片《无穷之路》主创 、来自香港TVB的知名主持人陈贝儿在担任中国金鹰电视艺术节(下称“金鹰节”)颁奖嘉宾后，于近日接受中新网记者专访，分享了她与同事拍摄《无穷之路》系列纪录片 的感受与故事 。
《无穷之路》是一部反映中国历经8年实现近1亿贫困人口脱贫的纪录片 ，一经播出便受到观众喜欢 ，在中国知名影评平台豆瓣拥有高达9.5分(满分10分) 的评分。该纪录片共12集 ，对易地搬迁 、产业扶贫、旅游扶贫、基建扶贫等12个不同 的精准扶贫方案背后的故事进行拍摄 ，创作团队 的脚步踏过云贵高原，爬上川藏高原等条件十分艰苦的地区 ，横跨全国6个省份、10个曾经深度贫困 的地区 ，用镜头记录下中国的脱贫之路 。
在拍摄《无穷之路2：无价之保》的陈贝儿(图中左二)(资料图) 陈贝儿 供图“我看到我们国家在脱贫攻坚方面取得全面胜利后 ，民众生活翻天覆地 的变化，村民朋友们脸上现在都是自信 的笑容 ，对未来也充满了信心 。这真的让我非常感动，下决心把我们的‘中国奇迹’拍出来，并翻译成英文传播给海外 的观众。”陈贝儿说 。
《无穷之路》不仅受观众好评，还斩获多项大奖。据统计 ，该纪录片先后入选中国国家广电总局颁发的2021年度优秀海外传播作品 、“中国十大纪录片推动者”大奖等 ；陈贝儿个人更凭借深入实地取材 的精神 ，当选央视“感动中国2021年度人物” ，以及荣获TVB万千星辉颁奖典礼2021 的“最佳女主持” 。
日前，陈贝儿在长沙首次参加金鹰节 。恰逢金鹰节时隔六年颁发多年未颁 的主持人奖，陈贝儿代表香港主持人上台担任颁奖嘉宾。她表示 ，《无穷之路》不仅在内地有口皆碑，在香港也广受欢迎 ，通过节目把祖国的发展情况带给了港澳民众 。
在拍摄《无穷之路2：无价之保》的陈贝儿(图中右一)(资料图) 陈贝儿 供图陈贝儿认为，过去 的港澳同胞在扶贫方面也很有意愿与爱心 ，该纪录片在香港的热播也 是对扶贫概念的深入传播 。
在《无穷之路》广受好评后 ，围绕可持续发展理念展开的《无穷之路2 ：无价之保》也于今年推出 。该片中 ，陈贝儿继续带领团队采访了许多绿水青山守护者 ，向他们致敬，也表达着祖国走上一条“无穷之路” ，让民众奔向更美好的生活 。
“这次参加金鹰节给我带来了许多新灵感。”陈贝儿表示 ，祖国还有很多关于发展的故事可以讲述，《无穷之路3》也在紧张有序 的筹备之中 。
除了关注祖国 的发展 ，陈贝儿也十分关注粤港澳大湾区里港澳青年逐梦 的故事。“这些年轻人 的追梦故事也十分振奋人心 。”她说 。
“我看到很多香港青年都能够把握大湾区发展机遇来实现自己的梦想，比如有好几位农林领域的香港青年 ，原本受限于香港 的土地资源较紧张，去到广东江门后获得当地政府支持，开展了种茶、鱼菜共生等现代农业技术研究 ，并发展出相关产业，这真的很了不起 。”陈贝儿表示，大湾区各个城市被高速公路、高速铁路等发达 的交通连接起来， 是非常好 的追梦平台，她十分希望港澳青年能多去大湾区中 的内地城市看看 。
除了鼓励港澳青年勇敢追梦 ，陈贝儿更 是鼓励想要奉献爱心的港澳青年，在业余时间分享自己的知识。“大家除了在内地发展事业 ，其实可以在教育方面做一些义工，把自己 的所学更好地传递给内地一些有需要的小朋友 。”陈贝儿说 。(完)
（文图：赵筱尘 巫邓炎） [责编 ：天天中] 阅读剩余全文（）  视觉焦点
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