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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.

“抗中”换“和平”，民进党真能“保台”么？ ******

　　“九合一”狼狈败选的民进党，等不及新年就打算改换口号了。

　　2022年12月24日，民进党新主席的参选者赖清德在参与活动时提出了所谓“和平保台”的口号，表示“希望大家能够和平相处”。28日，民进党公布台湾地区基层公职人员“九合一”败选报告，代理党主席陈其迈再次使用“和平保台”的字眼。

　　以所谓“和平”代替“抗中”，究竟是文字游戏，还是民进党的两岸政策真的有变？

　　为竞选打出动员口号

　　1月15日民进党补选党主席在即，“和平保台”的提出对于赖清德有紧迫意义。有观点认为，尽管赖胜选的悬念不大，但在其“台独工作者”的政治底色上，如何调整民进党两岸政策路线，是观察赖此次竞选表现以及今后政治前途的一大重点。

　　显然，这一口号是想与蔡英文任主席时期的“抗中保台”路线进行区隔，有台媒认为是与过去作“切割”。

　　检讨选举失败的原因时，有民进党人士指，时下台湾民众担心战争风险的心理已经大增，继续把对抗性强烈的口号作为标语，是这次民进党选战策略的重大失误。

　　身为民进党当局副领导人，赖清德亲眼得见操作“抗中保台”在“九合一”选举中失效，他定不愿重蹈覆辙。用“和平”替换“抗中”，表面上看似想降低对抗意味，弱化仇恨动员的效果。

　　尤其是，在台美勾连愈加公开化的2022年，大陆军演强力震慑“台独”势力，而民进党当局只能“装聋作哑”，甚至掩盖导弹穿越台岛上空的消息。“抗中”是玩假，选票才是真诉求。

　　民进党诉求的“和平”能“保台”吗？

　　身为民进党内的“独”派势力，赖清德背后的支持者及深绿选民对其施加的压力，让他在选择两岸路线时空间更小。民进党现下诉求的所谓“和平”可以“保台”吗？“保台”保的又是什么？

　　大陆一再对台宣示推动两岸关系和平发展的诚意与善意，民进党当局高层也时常把“和平”挂于嘴边。然而二者并非一样东西。大陆强调“和平统一、一国两制”，是在两岸双方有政治共识的基础上实现永葆和平；而民进党当局的“和平”更像是执政合法性的幌子，以战争威胁来制造民众恐慌，用以巩固顽抗大陆的执政“民意”。

　　二者谁秉持诚意、谁夹带私货，并不难分辨。

　　做出降低两岸对抗的姿态，并不意味赖清德会放弃“独”的政治诉求。一再突出“保台”愿景，实际却是民进党为了“保住”权柄的一党之私，甚或是保留从“保持现状”到“渐进台独”的可能性。

　　只要民进党党纲中求“独”的所谓“神主牌”不下架，不承认台湾是中国的一部分，仍然操弄各种分裂祖国的伎俩，所谓的“和平”就只会是一场空谈，更遑论“保台”。反而会是“票投民进党、青年上战场”。

　　没有实际行动，空喊口号毫无意义。背负着深绿政治势力的包袱拿下主席之位，赖即便调整该党两岸路线，能成功“保台”吗？无论如何包装，换汤不换药、新瓶装旧酒的“台独”路线，都只会是绝路。

　　如何才能真保台？

　　民进党内部一方面在调整其两岸路线，另一边也在延长兵役政策，惹得岛内年轻群体怨声载道。这与民进党自我标榜的重视青年背道而驰。

　　要讨好美国、又要挽回失去的选票，成为该党如今一大难解的罩门。但外人靠不住，“台独”没出路。经过这几年，更多人认清美国只把台湾当做一枚其遏制中国的棋子，让台湾充当“炮灰”“豪猪”“肉垫”。民进党的言行不一、表里不一，让其在台湾民众心目中的信用度沦落为负值。

　　2016年和2020年，民进党两次选举都为民众开出“拼经济、护和平”的竞选支票，说明他们并不是不知道选民要的是能看得见的社会发展和踏实的安全感，但他们既无诚意也无能力真正回应民意。于是利用“抗中保台”口号煽动民粹情绪，将兑现不了的承诺渲染成为选举时的肾上腺素。可如今，在军购不断、兵役延长、民生疾苦的现实下，选民们早已看透民进党的虚妄。

　　于台湾主流声量场，越来越多的人在开始回忆2008年至2016年两岸关系大交流、大合作、大发展的良好局面。今天看来，当时在和平发展的主题下，台海局势稳定，两岸各领域交流合作深入推进，民间热络往来前所未有。即便是后来受到民进党当局阻挠和新冠疫情的不利影响，两岸民众希望交流合作、和平发展的呼声从未减弱。

　　民进党的“台独”论述、分裂活动以及外部势力干涉两岸事务，是近年台海局势日益严峻复杂的根源。听其言，更需观其行。要想真正保台，民进党两岸路线的调整是否务实可行，应以能否体现一个中国原则、是否有利于两岸关系和平发展、是否有利于两岸民众福祉来衡量。否则就只是空谈，只会“害台”。

　　艾凉

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）