新华社消息,斯德哥尔摩10月5日电(记者和苗 付一鸣)瑞典皇家科学院5日宣布,将2022年诺贝尔化学奖授予美国科学家卡罗琳·贝尔托齐、卡尔·巴里·沙普利斯和丹麦科学家莫滕·梅尔达尔,以表彰他们在发展点击化学和生物正交化学方面的贡献。
诺贝尔化学委员会主席约翰·奥奎斯特在公报中说:“今年的化学奖不是关于应对过于复杂的问题,而是用容易和简单的方法处理问题。”
化学方面奖项的主题,是点击化学, Click Chemistry。
在药物研究中,这通常涉及人工构建具有药用特性的天然分子,但这通常耗时较长且成本高昂。点击化学和生物正交反应将化学带入了“功能主义时代”,研究人员通过使用生物正交反应提升了癌症药物的靶向性(
人民网)。
三位科学家平分将近1000万克朗。
贝尔托齐 Carolyn Bertozzi
Bertozzi 在 Harvard 及UC Berkeley 完成本科和博士学位,专注于化学合成(chemical synthesis)、低聚糖类似物(oligosaccharide analogs),博士后在 UC San Francisco 工作,主要聚焦于促进细胞粘合的糖类研究。1996年加入 UC Berkeley 工作,2015年来到 Stanford。
1999年被命名为 MacArthur Fellow 之后,受到相关领域诸多奖项,研究工作也跨越化学和生物学科。值得一提,MacArthur 是非官方基金,颁奖给那些“天才般授予”之人,即 Genius Grant。(WikiPedia)。
诺贝尔评奖委员会主要嘉奖于 Bertozzi 对于点击化学的发展,奠基人是Sharpless。
Bertozzi 及其团队本职工作是,发展了一些工具,打通癌症、炎症、肺结核、COVID-19场景中的糖生物学的研究道路。其在点击化学领域的贡献是,在应用方面,上升到新的高度。
Bertozzi 将点击化学用在有生命体征的有机物,开发了点击化学的双正交反应。对于聚糖类物,生物分子聚集在细胞表面,生物正交反应本身不影响细胞的化学反应(
The Limited Times)。
ShoelessCai评注,这里公开资料没有解释,使用的是点击化学哪些原理或方法,使得生物细胞其物质和反应是正交的,基于对 Bertozzi 工作的解释,这里的 bio-orthogonal 也可翻译成生物正交性。其科学意义在于,剥离细胞分子的生物和化学性质,提升药物的靶向作用(
Stanford University )。
上述双正交反应已经开展临床试验。
沙普利 Karl Sharpless
Sharpless 在 Dartmouth 和 Standard 完成本科和博士学位。在 Scripps Research 长期任职,直至今日。 Scripps Research 是一家私立的、非盈利的医学研究机构,成立于1924年。
Sharpless 不但提出和开创了点击化学的概念,还是第二次获得诺贝尔化学奖,上一次在2001年时。

2001年 K.Barry Sharpless 于斯德哥尔摩大厅
Sharpless 这样描述“点击化学”,“就像是将分子连接点扯下来,再拼在一起。这种感觉就是将这些分子连接点,嵌入分子大楼,于是你有许多连接点,这些连接点之间产生更加复杂的反应和形变。”
这里的分子连接点,原文是 Chemical Buckle, ShoelessCai 这里理解为,链接 Chemical bond 的连接点。
Sharpless 对于在化学领域工作的体验是,你在研究你的学科时,就好比双手掌握着星球,而这些星球的大小就像一粒沙子,然后,你有一麻袋的沙子。
媒体对于 Sharpless 的评价是,工作横跨化学、生物、医药三大领域,将洞见、直觉和实践紧密地结合在一起。
这位喜爱出海和钓鱼的科学家,这样描述自己对工作的态度:
“我对于别人认为我的想法很好的时候,我总是厚着脸皮地接受。这使得我总是能被鼓舞,即便在所有人都认为我很疯狂的时候”(
The San Diego Union Tribune)。
梅尔达尔 Morten Maldal
出生在丹麦,在哥本哈根大学完成博士并任教至今。诺奖评奖委员会将 Maldal 视为另一位点击化学的奠基人。
Maldal 聚焦于开发研究工具,最近备受关注的工作,分别是 点击化学, 以及 N酰亚胺级联反应(N-acyliminium cascade reaction)。
使用碳烯或者磷催化剂来转化金属的场景中,Maldal 引入了肽的使用,他开发了各种化验及结合技术,在研究肽及生物领域方面。
他研究的领域涵盖糖类物质、组合化学、聚合化学、点击化学、有机物合成、自发综合反应、分子免疫学等。
2001年,Maldal 展示了之后被高度引用的 CuAAC试验,如今在肽及蛋白结合场景广泛使用。他的团队验证了,这些反应在其他化学反应中,也是正交的。
ShoelessCai评注,这里的CuAAC试验,原文 Cu-catalyzed chemical 'click' ligation, cycloaddition, of acetylenes and azides, CuAAC。这里仅从字面意思来翻译:炔烃、叠氮烷的环加成作用,在铜催化之后会突然终止。这种化学突变,或许是“点击化学”的命名由来。(
American Peptide Society)。
正如标题那样,点击化学,犹如生物医学上的新大门,为人类生命的判决,喊出一声振奋人心的“反对”。另外,上述人物履历梳理,为ShoelessCai 的工作,
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