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.
春节文化盛宴五彩斑斓******
兔年春节前后，国内电视台和网络平台等制作、播出了数十台春节联欢晚会和特别节目，精彩纷呈，热闹欢腾，吸引了海内外众多观众的目光。
凸显团圆和温暖
中国社会科学院世界传媒研究中心秘书长、研究员冷凇说，这些晚会在策划之初，就希望以浓浓年味凸显团圆的意义，厚植家国情怀，以关怀民生的内容和凝聚丰富意蕴的视听手段抚慰大众心灵，提振时代精神。
1月22日大年初一当晚，约有10台省级春节联欢晚会齐贺新春，湖南卫视等播出的《四海同春2023全球华侨华人春节大联欢》(以下简称“湖南华人春晚”)独树一帜。总导演邹志勇、刘樱表示，防疫政策优化调整后，人们特别渴望相见、团圆，所以这台晚会确定了团圆、欢快的整体基调。晚会邀请多位海外华侨华人同胞来到现场，有在法国围棋队长期任教的教练，有创立东非第一家电商平台的海外创业者，还有发展华文教育的泰国华文教师公会负责人。几位海外建设者代表也回国参加晚会，他们是建设卡塔尔世界杯场馆的工程师、巴基斯坦杂交水稻订单项目主管和“一带一路”重点项目匈塞铁路的工程技术人员等。
《2023川渝春节联欢晚会》(以下简称“川渝春晚”)重在呈现川渝两地血脉同源、文化同心特质，展示成渝地区双城经济圈蓬勃发展的生动图景，诠释“川渝一家亲，欢乐幸福年”的春节氛围。
兔年春节前后，河南卫视10台晚会闹新春，其中《欢乐春节 和合共生音乐会》《中国杂技大联欢》和《“卯”足劲头弄春潮——2023河南春节晚会》(以下简称“河南春晚”)更吸引眼球。尤其是河南春晚，以10余个节目打造了一场台上台下大联欢。总导演陈雷说，这台充满欢声笑语的晚会让观众享受简单直接的快乐，体会细腻丰富的情感。
体现地域文化特色
从美食到美景，从民歌到民俗，从传统非遗到新国潮，这些晚会将各地的地域人文符号囊括其中，并以此延伸，与城乡百姓生活同频共振，各具特色。
《2023辽宁卫视春节联欢晚会》(以下简称“辽视春晚”)发挥喜剧特色，相声、小品等语言类节目坚持供给“快乐”，聚焦百姓“幸福梦”，充满欢乐与温暖，展现东北人民热情、豪迈、幽默、淳朴的精神气质。
当红相声演员、相声界前辈、新晋喜剧人、知名歌手等齐聚《2023天津卫视相声春晚》，通过相声、小品、素描喜剧等多种形式的混搭，展现普通人对美好生活的追求，为观众送上一场欢乐盛宴。
此外，川渝春晚在演播室打造了生机腾腾的小吃街、沉浸式茶馆，以川剧戏歌、散打评书传递川渝人民的真诚和热情；东南卫视《山海福地·福气来——2023福建新春福气夜》(以下简称“东南春晚”)引入影视叙事手法，聚焦福建的生活之美和文化之兴；《2023遇兔呈祥大湾区——广东卫视春节晚会》(以下简称“广东春晚”)演绎了优美动听的粤剧和最近在网络上火爆一时的“英歌舞”，备受关注。
“炫”出传统文化与时尚味道
春节是中国最重要和最具文化内涵的节日。以中华优秀传统文化为核心和纽带的节目，更易引发观众情感共鸣。这些晚会致力于挖掘中华优秀传统文化并进行时尚表达，展现年轻化的地域印象。
湖南华人春晚上，琵琶演奏家方锦龙、二胡演奏家金玥联袂湖南卫视虚拟数字主持人小漾，共同带来一首既传统又时尚的《市集》；川渝春晚将《康定情歌》《赛马》搬进“川渝茶馆”，西洋乐器和民族乐器合奏出巴蜀韵和“国际范儿”；河南春晚以改编自热剧《梦华录》的《新东京梦华录》，上演“相声+歌舞”的“宋朝奇遇记”。
晚会上，一些戏曲节目的编排令人耳目一新：《2023年北京广播电视台春节联欢晚会》的《大戏看北京之梦中人》把戏曲与流行音乐结合起来，充满故事性；河南春晚的《一曲六百年》以情景化演绎方式，重现戏曲艺术从明代以来的发展历程，回归京剧、昆曲、豫剧的演出舞台；湖南华人春晚的《最忆梨花开》邀请梅尚程荀四大名旦传人表演戏曲名段，并在荧屏首次聚集4位京剧大师的戏装、画作等进行展现，戏迷们拍手叫好。
中华文化的丰厚内蕴还成就了多个优秀舞蹈节目：辽视春晚的乐舞《散乐图》取材于辽代壁画，生动再现了辽沈大地的灿烂文化和多民族融合发展的深厚积淀；湖南华人春晚上，4位青年舞者表演的《迦陵频伽》让敦煌壁画中人首鸟身、步步生莲的妙音鸟“活”了起来；广东春晚的《锦鲤戏莲》结合水上杂技和水中舞蹈，张扬了意象隽永之美、形式新颖之美和文化自信之美。
国风说唱也佳作频出。宝石老舅的《山河图》船政版，热情歌颂祖国大好河山，制造东南春晚高燃惊喜；GAI(周延)以国风说唱演绎川江号子，体现巴蜀文化魅力；歌手拉丹珠、陈香水等的《说唱看湖南》带观众感受了拥有厚重古色、炽热红色、盎然绿色、亮丽夜色的“四色”新湖南。
海外传播出新出彩
这些晚会大部分在电视台和互联网平台进行了直播，让海内外华侨华人寄托对故土和亲人的情感，也进一步扩大中国春节文化在全世界的影响力。
河南春晚总导演之一、执行策划之一徐娜介绍，河南春晚在中国日报客户端等5个平台累计浏览量破500万次，收看群体重点覆盖了美国、加拿大、澳大利亚、印度尼西亚、泰国、新加坡等。
辽视春晚邀请世界太极拳冠军杨德战和他的团队站在大鼓上表演太极，被新华社脸书和推特报道后，引发外国网友的“围观”和点赞。一位美国网友留言评论道：“中国从未停止培养世界级高水平运动员，也从未停止过提升民众的生活质量。他们一直尽可能地在做一些有意义的事情。”
邹志勇、刘樱说，今年湖南华人春晚在海外产生了很大的影响力。给他们带来意外之喜的，是晚会上播放的短片《我在海外过春节》。短片邀请很多海外博主记录他们如何花样过春节，其中有留学生在法国用民族乐器演奏新春音乐，有百岁老人在澳大利亚和“华三代”孙女一起写书法，有美国华人家庭做一桌天南地北风味的年夜饭招待五湖四海的朋友等。他们参与湖南华人春晚后很兴奋，通过自己的媒体平台再次传播这台晚会，真正做到了大小屏联动。
冷凇认为，春节联欢晚会和特别节目弘扬了中华文化，凝聚了华人情感，促进了文明互鉴。将至已至，未来已来。观众们享受完这一场场文艺盛宴之后，以更加坚定的信心和更加饱满的精神状态，再次开启奔向美好生活的新征程！(本报记者 苗 春)
(来源：人民日报海外版 2023年02月03日 第07版)
