彩神彩票官方|360百科

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.

“22℃商洛·中国康养之都”全国摄影大赛征稿启事******

　　为全面展示商洛生态之美、景色之美、乡村之美、文化之美、发展之美，持续唱响“22℃商洛·中国康养之都”品牌，聚力打造“一都四区”，拟举办“22℃商洛·中国康养之都”全国摄影大赛。

　　一、主办承办

　　1.主办单位：商洛市文化和旅游局

　　2.承办单位：人民摄影报社

　　3.协办单位：商洛市摄影家协会 各县区文化和旅游局

　　4.支持媒体：人民摄影网、光明网光明图片事业部、经济日报中经视觉、中国新闻图片网、工家视界、中国摄影网、视觉中国500PX等媒体。

　　二、活动主题

　　相约22℃商洛 聚焦中国康养之都

　　三、征稿时间

　　2022年9月30日—2023年6月30日

　　四、奖项设置

　　奖项共计9万元

　　一等奖2名，奖金各10000元，证书一件；

　　二等奖5名，奖金各5000元，证书一件；

　　三等奖10名，奖金各2000元，证书一件；

　　优秀奖50名，奖金各500元，证书一件；

　　备注：奖金均为税前，作者需开票、提供原图、原创声明、授权使用书领取奖金，商洛市文化和旅游局对获奖作品拥有使用权，如若存在侵权等行为由作者承担所有责任。

　　五、征稿细则

　　1.本届大赛以“相约22℃商洛 聚焦中国康养之都”为主题，主要征集反映商洛生态之美、景色之美、乡村之美、文化之美、发展之美的优秀摄影作品，作品必须为拍摄商洛市境内画面，形式风格不限，拍摄时间不限，单幅、组照不限（组照每组6-10幅），投稿数量不限，彩色照片。

　　2.参赛作品必须是投稿者本人独立完成的作品，并对其拥有独立、完整、明确、无争议的著作权；同时保证作品没有侵犯第三人的著作权、肖像权、名誉权、隐私权及其他合法权益。

　　3.参赛作品不得对原始影像内容进行增加或删减。在后期制作中，对影调和色调等的适度调整，以不违背拍摄对象客观真实属性为准。

　　4.所有投稿作品严禁利用任何技术方法使用他人作品的全部或局部影像。凡因违反上述规定而导致相关纠纷的，一切法律责任由投稿者本人承担。

　　5.对于妨害公序良俗的作品及行为，一经发现立即取消参赛资格。

　　6.本届“22℃商洛 中国康养之都”摄影大赛评选结果将在人民摄影网（www.51peoplephoto.com）公示，为期一周。公示期间设立专用信箱，受理实名举报。最终结果将在人民摄影报、人民摄影网公布。

　　7.作品获奖后，组委会将统一调取作品原始文件，用于展览和画册制作。对于获奖作品，组委会有权以复制、发行、展览、放映、信息网络传播等方式使用，且不再支付稿酬。

　　8.凡投稿者，即视为已同意本征稿启事之所有规定。凡不符合本征稿启事规定的，评选委员会有权不予评选。组委会对本征稿启事及本届大赛的有关事项，具有最终解释权。

　　六、投稿方式

　　1.参赛作者登录人民摄影网（www.51peoplephoto.com）首页或微信公众平台（rmsyphoto），点击赛事频道进入“22℃商洛 中国康养之都”全国摄影大赛专区，根据页面提示，注册并填写相关信息、上传参赛作品，并根据投稿页面要求，清楚填写作品标题、作者姓名、 每幅作品附简短文字说明。对于投稿作品，工作人员将初步审核，符合要求的作品将放置于活动网站的作品展示页中。

　　2.本次大赛只收电子文件，文件格式要求为JPEG，文件需在3M以内（获奖后组委会调取原片，如在规定时间内不提交者，会被视为自动放弃此奖项）。

　　3.每幅图片须有唯一的标题，不接受“未标题”或“无题”作品，组照中的所有图片均须有唯一标题。不允许在图片上出现标题和作者的任何信息，也不允许在作品标题中出现作者名字等相关身份信息。

《巡检村花海》

《天竺山景区》

《金丝峡景区》

《江山如画》叶书有 摄

《江山村》

《牛背梁景区》

《柞水朱家湾》

《塔云山景区》

　　商洛，地处秦岭东段南麓、陕鄂豫三省结合部，因境内商山、洛水而得名。2002年撤地设市，辖商州、洛南、丹凤、商南、山阳、镇安、柞水1区6县及商洛高新区，常住人口204万人，总面积1.93万平方公里。商洛是连接“一带一路”和长江经济带的重要节点城市，属国家级关中平原城市群城市和国家循环经济示范市，先后获得“中国特色魅力城市”“中国气候康养之都”“国家森林城市”“中国最佳康养休闲旅游市”和首个“陕西省森林旅游示范市”等称号。

　　商洛区位交通优越。商洛是陕西的东南门户，是西北连接华东、华中的主通道，西邻古都西安，东连南阳盆地，北接八百里秦川，南镶汉江平原，沪陕、福银、包茂三条高速公路、312国道以及宁西、西康铁路贯穿全境，西武高铁和西渝高铁商洛段已经开工，商洛将全面融入西安半小时经济圈，迎来了千载难逢的发展机遇，充满了加快发展的生机与活力。

　　商洛生态环境优美。商洛全境位于秦岭腹地，地跨长江、黄河两大流域，位于北亚热带向暖温带过渡地带，气候温和，四季分明，雨量充沛，是国家南水北调中线工程重要水源区。商洛森林覆盖率69.56%，是全国平均水平的3倍多；空气中每立方厘米负氧离子高达2万个以上，是世界卫生组织规定的清新空气标准的20倍左右。商洛境内自然景观独特，秦雄楚秀汇于一身，有3A级以上景区46家、省级全域旅游示范区5个、全国乡村旅游重点村7个，乡村旅游发展模式入选全国典型案例，被称为“北京的清泉、西安的氧吧、养生的天堂、秦岭的乐园”。

　　商洛自然资源富集。商洛地处秦岭东西构造带，成矿地质条件好，是金属和非金属资源的宝库，已探明并列入陕西省2006年储量表的矿产有46种108处，潜在价值超万亿元，其中大型矿藏35个，钒、钼、铁、钛、金、石墨、萤石等矿种优势特别明显。商洛有适生中药材1119种，列入国家“中草药”资源调查表的286种，是西北地区中药材最佳适生区，丹参、连翘、桔梗、五味子、黄芩等“五大商药”闻名全国，自古就有“秦岭无闲草，商山多灵药”之赞誉。核桃、板栗、茶叶等农林特产量大质优，有“中国核桃之都”“中国板栗之乡”“北方茶叶之乡”的美称。

　　商洛历史人文深厚。商洛旧石器时代就有先民活动，公元257年设上洛郡，历史上曾是夏禹治水、仓颉造字、商鞅封邑、“四皓”隐居、闯王屯兵的地方。商洛也是红色的土地，作为鄂豫陕革命根据地的中心区域，刘志丹、刘伯承、徐向前、李先念、王震等老一辈无产阶级革命家先后在此浴血奋战。商洛文化积淀深厚，李白、白居易等诗文大家在商洛留下了大量不朽篇章和美妙传说。商洛花鼓列入国家首批非物质文化遗产，《屠夫状元》《六斤县长》《带灯》《情怀》等优秀剧目享誉全国，是全国知名的“戏剧之乡”“文化绿洲”，商洛也是当代著名作家贾平凹、陈彦的故乡，成功创建为“中国文化经济活力城市”。

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）