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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.

中新社的归侨们******

　　何耕新

　　中新社成立60年了。我想撰文纪念，问老伴写什么内容？老伴儿不假思索地答道：“你就写中新社的归侨吧！”

　　与中新社的一段缘分

　　我来中新社工作之前，曾经与中新社有过一段缘分。1952年夏，我已经参加北京高校统一招生考试，正在等待发榜。根据考后即时公布的各科考题答案，我有把握被录取。有一天，北京归国华侨学生补习学校冯教务长通知我：“你到王大人胡同中侨委找王明爱同志，他有事跟你谈。”我遵嘱从西郊燕园乘公共汽车进城，找到中侨委。王明爱是菲律宾归侨，当时在中侨委文教司任职，参与中新社筹建工作。他见到我，开门见山地说：“中侨委正在筹建一个新闻机构，你在印尼喜欢写文章，愿意不愿意来工作？”我答道：“我回国的唯一目的是考大学。我有把握被录取，等我毕业后再说吧！”

　　在北京大学中文系新闻专业就读4年期间，中新社曾经两次与我打交道。一次是中侨委在中南海召开全国侨务工作会议，中新社给我送来记者证。一天上午，我持证走进中南海，聆听何香凝主任作报告。另一次是中新社派金家环到北大找我，向我约稿。

　　1956年夏，毕业前夕。北大中文系新闻专业罗列主任向我和同班的泰国归侨罗斌透露：“你俩分配到中新社工作。”事后，我才知道，罗列和中新社领导吴江是老战友。

　　我认识的上海复旦大学新闻系印尼归侨白国良，一年后也分派到中新社上海分社工作。

　　处处闪动归侨身影

　　我上班后，深深感受到：中新社从传达室到人事处，从采编部门到印刷厂，处处闪动归侨的身影，耳边不时响起带华侨腔的国语。中新社领导分我在广播部工作。当时，广播部设在宣武门新华社总社大院工字楼里，门口挂着“华侨广播部”的牌子，遇到外宾来访时，即将牌子取下，以免给外宾留下“中新社是官办的”口实。

　　我与泰国归侨郑伯涛，印尼归侨肖勰、王鹤寿同住一间集体宿舍，与菲律宾归侨黄素心大姐同在侨乡组，其他编辑组也有不少归侨，如越南归侨张式、黄艾华。我还听说印度归侨刘国勇在北大东语系印地语专业念二年级时，奉调到中新社广播部工作，令我钦佩。

　　说话带有浓重粤腔的越南归侨周毅之，吸引了我的注意力。这不仅因为周的妻子傅冬是傅作义之女，当年为北平和平解放立功，而且她还是《人民日报》记者，他俩堪称“夫妻记者”。周毅之早年回国，先在新华社工作，以后调到中新社广播部。上世纪50年代，荣毅仁邀请新加坡工商界知名人士访华，周毅之采写了不同于“新华体”的系列稿件，被海外侨报广泛刊载，在新华社大院里也传为美谈。可惜广播部1957年搬到北新桥时，周毅之没有跟着过来。

　　然而，我在北新桥中新社大楼里，遇见更多归侨。经过我社在广渠门举办的新闻班两年培训的印尼归侨陈刚、何浪都分配在广播部工作。

　　在专稿部，我遇见曾经在巴城中学教过书的印尼归侨尤文贤和担任过巴中学生会主席的校友张瑞元。

　　在北新桥附近的马道胡同里，中新社印刷厂绝大部分职工，从厂长到工人，从铸字、排字到校对、印刷、装订，百分之九十以上是归侨，并且绝大部分是泰国归侨。他们原是曼谷华文报纸《全民报》的员工，1951年该报被反共反华的銮披汶政府封闭后，举家回国，安排在中新社印制《中国新闻》。可以说，印刷厂是中新社归侨最集中的部门。

　　领导视归侨为“社宝”

　　我社归侨绝大部分是上世纪五六十年代来社工作的，调查资料显示，1952年至1966年“文革”前，总社员工223人，其中归侨160人，占员工总数的72%。他们来自印尼、马来亚、新加坡、泰国、日本、越南、缅甸、菲律宾、印度、毛里求斯、美国。

　　记得张帆副社长兼总编辑在全社大会上讲话时，称我社归侨为“社宝”，表示要充分发挥他们的独特优势，精心培养他们，大胆使用他们。

　　中新社第一任驻外(日本东京)记者是日本归侨李国仁，随后又由另一位日本归侨杨国光继任。杨国光为两位台湾记者首访大陆起了穿针引线的作用。

　　1963年，中新社首次派出记者团，由张帆同志率领，赴雅加达采访第一届新兴力量运动会。我社5名记者中，白国良、何耕新、张茂新均系印尼归侨，外办干部、菲律宾归侨王澄枢，受廖公委派，以中新社记者名义，在菲律宾运动员和体育官员中开展工作。当时，中菲尚未建交。白国良采写的雅加达茂物公路自行车比赛特写，既报道比赛过程，又穿插沿途热带风光的描写。时任新华社雅加达分社的沈定一称赞“这篇稿写得很有特色”。

　　上世纪60年代，中新社有两个专业机构——日本组和印尼组，清一色由归侨组成。

　　当时，中国与日本尚未建交。遵照廖公的指示，中新社组建清一色由日本归侨组成的“日本组”，他们每天抄收日本电台的日语广播，翻译成中文，出版《日本广播参考资料》，送外办和有关部门参阅。

　　1959 年， 印尼颁布《第9 号总统法令》，禁止华侨在县以下地区经商和居住，随即掀起对华侨实行逼迁的排华逆流。为了及时掌握印尼排华动向，中新社专门组建了一个“印尼组”，每天抄收印尼电台的印尼语广播，翻译成中文，出版活页资料，送中侨委及有关部门参阅。该“印尼组”由4位印尼归侨——林惠香、林必达、李顺辉、李兴业组成。

　　我作为一名归侨，相对而言，比较了解我社归侨，其中许多已经辞世，特以《中新社的归侨们》为题撰写本文，算是对我社归侨们的怀念吧！

　　(历史资料)

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）