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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.
东西问·中外对话丨以电竞为业，是不务正业吗？******
从小众狂欢到大众竞技，中国电竞20余年来不断打破偏见和壁垒。
2001年，中国选手马天元和韦奇迪在WCG星际2V2项目中拿下中国电竞的首个世界冠军。彼时，电竞还只是小众的存在，无法与传统体育项目相提并论。
2016年，中国战队Wings在第六届DOTA2国际邀请赛上夺冠，全球粉丝对中国电竞充满敬佩和向往；2021年，EDG斩获S11全球总决赛冠军，引起一片沸腾。在主流赛事的推动下，中外电子竞技的交流和互动愈发密切。
电竞选手如何逐梦？电竞如何促进中外青年交流？中国电竞发展现状如何？就此，中新社“东西问·中外青年对话”邀请中国互联网协会电子竞技工作委员会副主任委员李杰、中国传媒大学动画与数字艺术学院副院长陈京炜、《王者荣耀》职业选手曹志顺(ID：久诚)、意大利华裔《英雄联盟》职业选手赵志强(ID：shad0w)展开对话。
视频：【东西问·中外对话】电竞不等于打游戏来源：中国新闻网
对话实录摘编如下：
“电竞入亚”，如何撕掉偏见标签？
中新社记者：在您看来，电竞与玩游戏的区别是什么？
陈京炜：电子竞技不等于打游戏。冠军是电竞选手的目标，快乐则是游戏玩家的追求。电竞选手在比赛中体现出来的勇往直前和无所畏惧与竞技体育精神相通，它们跨越文化，激励着一代代中外青年。
李杰：电子竞技与打游戏有质的区别。电竞选手为了胜利日复一日地刻苦训练、解读比赛；而打游戏则是生活的消遣、娱乐。可以说，电竞是小众的竞技，大众的娱乐。
中新社记者：2021年11月，电竞成为杭州亚运会正式竞赛项目。两位职业选手怎么看待“电竞入亚”？
shad0w：对电竞人来说，“电竞入亚”是个振奋人心的消息，也是电竞发展史上的里程碑，这代表着电竞正式被主流接纳，电竞选手的社会认可度也随之提升。
久诚：“电竞入亚”后，电竞项目所获得的奖牌将计入国家奖牌榜，这代表电竞选手有了为国出征的机会。如果能够在亚运会取得成绩，无论对个人还是对国家，都将成为一份荣誉。与此同时，更多的人将因此关注电竞，一些商业机构和企业也将加入，带动整个行业“出圈”。
电竞青年，如何“玩到点子上”？
中新社记者：久诚和shad0w是如何与电竞“结缘”成为职业选手的？在电竞俱乐部中的生活又是怎样的？
shad0w：我接触电竞之初，算是个“网瘾少年”，父母反对我这样的生活方式。为了证明给他们看，我去追寻我的职业梦。他们开始会担忧我的经济状况，害怕我维持不了自己的生计，但我用行动告诉他们，职业电竞也可以成为一份事业。后来，父母看到我的成绩，也开始慢慢支持我。
俱乐部的生活比较单调，除了睡觉、吃饭、洗漱，基本所有时间都在进行高强度训练。
久诚：我的经历和shad0w大相径庭。我家中是做电脑生意的，所以从小就接触电子产品，家人也常带我玩游戏。在游戏中，我遇到职业选手，他们会为我介绍比赛和职业生活，我发现这与我的梦想十分契合，于是开启了职业生涯。
中新社记者：电竞是吃“青春饭”的行业吗？
久诚：我认为不是说年纪小就能打出成绩，也不是年纪大就打不出成绩。电竞考验的是选手的脑力和反应能力，如果能及时预防和治疗职业病，在保持良好作息和健康生活的情况下，选手也能在30岁，甚至40岁时保持竞技状态。
李杰：年龄并不是限制，国家规定职业选手必须年满18岁。虽然随着年纪的增大，动作反应能力会逐渐下滑，但对选手来说，通过合理的系统训练和长年的实战积累，能够拥有较长的职业生涯。就像在足球比赛中，经验丰富的门将年龄往往集中在28岁到32岁。
中新社记者：越来越多的高校开设电竞专业，该专业学什么？就业前景如何？
陈京炜：电竞是一个非常长的产业链，可以分上游、中游、下游。上游主要集中在游戏研发；中游包括赛事组织、运营和导编播；下游直接面向受众，包括竞技员、俱乐部、解说等。虽然不同学校对培养方向和细分领域的选择会有所侧重，但都集中在培养上游和中游的电竞专业人才上，倾向于理论和实践相结合的教学模式。
电竞行业市场不断发展，对人才有了更多需求。电竞爱好者在考虑从事该行业之前可以先做一些了解和试练，不论是做竞技员，还是投身到上游或中游的产业中，我认为都有发展的机会和空间。
视频：【东西问·中外对话】电竞专业学什么来源：中国新闻网
一方屏幕，如何助力青年交流？
中新社记者：电子竞技行业的强劲发展拓宽了各国青年文体活动的空间与边界，您认为如何通过电竞推动中外青年人文交流？
shad0w：电竞是一门新兴的“世界语言”，在电竞的世界里，我们可以认识世界各地的朋友，相互理解、团结合作、公平竞争，大家在虚拟世界的交流中，展现出各自文化DNA中的修养和底蕴。
陈京炜：人们习惯崇拜自己擅长领域中的佼佼者，电竞领域也不例外。作为电竞文化的直接载体，电竞选手呈现的永不服输的意志、日渐精进的专业技能、面对挑战的不骄不躁让我们自豪。这些闪光点是中国年轻一代的代名词，也是中国文化的底色，吸引着全球电竞参与者的目光，让更多人认识中国、了解中国。
中新社记者：很多中外青年通过电竞结下友谊，您会向海外青年推荐哪个游戏角色？
久诚：我会推荐《王者荣耀》中的武圣关羽，这是以三国蜀汉名将为原型的战士型英雄角色。青龙偃月、赤兔马等中国元素融入其中，海外玩家会有不一样的游戏体验。可以说电竞正以人们易于接受的方式讲述国风魅力，将中华武侠文化中的义薄云天和忠肝义胆展现给世界。
中新社记者：中国电竞市场现状如何？推动中国电竞产业发展还需要做哪些努力？
陈京炜：作为新兴产业，电竞市场的发展既需要从国家层面对从业者劳动强度、风险规避、利益分配等方面的调控；又需要民间组织对行业规则、人才培养、中外交流的推动。
李杰：当下，中国已成为全球最大的电竞市场，相关政策正逐步完善，未来还会迎来更广阔的发展前景。
推动该产业可持续发展，我认为可以着眼于以下五个方面。第一，必须坚持中国制造。中国电竞需要中国元素，只有拥有自主研发的游戏IP，才会在电竞市场拥有更大的话语权。
第二，重视电竞人才培养。作为电竞市场的核心发展力，优秀的电竞人才有利于在国际社会中树立良好的中国青年形象。
第三，多角度深挖电竞产业。数字经济环境下，电竞产品的多元化属性可以提供更多商业模式，助力中国电竞产业良性发展。
第四，培育电竞行业的社会责任感。近年来，游戏防沉迷成为热点话题，电竞选手的心理、生理健康也引得各界关注，电竞从业者应勇担责任，彰显“智慧体育”“电竞运动”的价值和生命力。
第五，丰富电竞赛事体系，打造全球化的电竞平台。电竞产业应在实现内循环的同时与外循环对接，为规模化、市场化、现代化发展添砖加瓦。(中新网微信公众号)
（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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