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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.
【十年中国风】“舞”动异域，天涯相约民族风******
中新网北京10月2日电题：【十年中国风】“舞”动异域，天涯相约民族风
记者 邢蕊
提到广场舞，你脑海中会浮现出什么场景？是否是一群或烫着卷发、戴着墨镜，或身披彩色丝巾，在公园、广场伴着音乐起舞的大爷大妈们？
广场舞是一项成本低廉、简单易学且颇具社交属性的健身娱乐方式。一份早年间的行业报告显示，中国广场舞人口已近一亿。随着十年间国内外交流的脚步密集，“广场舞大妈”们，也越来越多地吸引世界目光。
“来自东方的神秘力量”
英国小哥三秒，至今都对此记忆犹新。
三秒住在英国谢菲尔德。他是中国传统文化的狂热爱好者，也是中国女婿。2019年，他和媳妇回中国探亲，在游览大好河山，品尝各式美食之余，同样令他难忘的，还有随处可见的“广场舞大妈”。
他说，自己想不通到底是怎样一种魔力，可以让互不相识的人们，在同一时间、同一地点，整齐划一地排列在一起起舞？这上头的背景音和魔性的小步伐，又是哪位节奏大师的手笔？
当他向妻子表达心中迷惑，却见对方煞有其事地笑道：“这是来自东方的神秘力量。”
这股“神秘的东方力量”正有席卷全球之势。从巴黎卢浮宫、俄罗斯红场到纽约时代广场，十年间都曾留下国人翩迁舞动的身影。
2014年，一曲《最炫民族风》响彻纽约时代广场上空，100位“中国大妈”在异国他乡的街头跟随节拍起舞，由内而外散发着自信的气场。
这是纽约中华歌舞团参与的一次快闪活动，团长冯洁至今都对当时的场面记忆犹新：“跳完以后，我们挥舞着100面五星红旗，一起合唱《我的中国心》，场面十分震撼。”
资料图：2013年1月21日，美国宾夕法尼亚大街上参加游行的华人民间舞蹈团。“神曲”背后的自信身影
当一群群东方面孔在异域高光中随性而舞，求同存异、兼容并包而又活泼豁达的中国文化特质，正跃动着勃勃生机。
从身边巷陌到异国他乡，随处可见的广场舞成为国人追求健康生活方式和展现向上精神面貌的注脚。在这背后，是一份份对美好生活的渴望，是飞速崛起的国家为普通百姓带来的幸福感和自信心。
在北京大学国家体育产业研究基地秘书长何文义看来，广场舞兼具时尚文化和体育文化属性。“广场舞的舞蹈和音乐都在不断推陈出新，受众囊括了各个年龄段，甚至包括有舞蹈功底的专业人士。当优秀人才进入这一领域，广场舞很可能从‘土文化’变成雅文化。”
何文义认为，广场舞热潮所体现出的，正是普通老百姓享受美好生活的直接过程。而在国外街头起舞的“中国大妈”，不仅是文化自信的体现，在某种意义上也是中国“文化输出”的一种形式。
来自英国的三秒眉飞色舞地告诉记者，自己看广场舞看到兴起时，也会情不自禁地加入其中，快乐得像个二十多岁的“小陀螺”。
资料图：2017年12月31日，2017“你好大妈”全国广场舞总决赛在美丽的云南西双版纳举办。陈春光 摄民族的，也是世界的
在国外生活数十年的冯洁，为了庆祝国庆60周年，于2009年创立了纽约中华歌舞团。13年时间里，冯洁和她的歌舞团一直致力于让优美的中国艺术在美国落地生根。
2015年梅西感恩节大游行，纽约中华歌舞团受邀参加。她们以侗族音乐为伴奏，编排出了一套动作简单，却颇具少数民族风情的广场舞。当身穿民族服饰的队伍走上街头，围观人群向着游行队伍高呼：“China，你好。”那一刻，走在队伍里的她和许多演员们热泪盈眶，身为华人的自豪感油然而生。
旅美20余年间，冯洁曾在美国朱莉雅音乐学院演奏并讲座过多部中国民乐作品、出版过琵琶独奏专辑，也曾自2009年起创办“纽约国庆晚会”、在大量中华艺术活动中担任节目策划人及总导演、艺术总监，还曾将来自辽宁芭蕾舞团自排的《花木兰》等多部晚会搬上美国主流舞台演出，以实际行动搭建中美文化桥梁，近距离向美国人民和华夏子孙讲述中国故事。
“我们中国的优秀文化还有很多很多，歌剧、芭蕾舞、交响乐……兼容并包，海纳百川。”她说，“这些来自中国的艺术之美，每每都会令当地观众大为赞叹。”
2015年梅西感恩节大游行现场。受访者供图。当中国风与西方世界交融碰撞，无论是“阳春白雪”的艺术表演，还是颇接地气的民间健身，都在润物无声地讲述着一个个中国故事，将兼具传统色彩和时代意蕴的中华文化推向国际舞台。而每一个故事，无不记录着优秀中华儿女的努力与拼搏。
“在美国，中国文化扮演着非常重要的角色。每次有多元文化交流活动，我们一定是最具亮点、最不可缺少被邀请的。”冯洁动情地说。而她语气中满满流露出的，是对中华文化坚定地自豪和自信。
（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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