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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。

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?

  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。

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?

  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]:

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?

  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。

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?

  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。

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?

  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。

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?

  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。

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?

  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。

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?

  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.

面对舆情别肝儿颤,《西游记》教你这么办******(该图系根据《西游记》故事情节虚构)

  《西游记》是吴承恩揭示人间百态、社会万象的“神话寓言”,抛开书中人物的鬼怪形象和神奇法术,他们的一举一动,不过是吴承恩对人间社会的反思写照。

  就拿《西游记》第十六回和第十七回“观音禅院袈裟失窃案”来说,通过现代语境再次重读,不失为干部直面问题、妥善处置舆情、客观回应社会关切、强化公信形象的范例。

  面对舆情危机,起初观音回应失当,到后来挺身而出,速效解决问题。她成功地扭转了舆情危机,挽回了公信形象。

  袈裟失窃——舆情迭起

  当时,唐僧和孙悟空师徒二人路过一座寺院,该寺院名为:观音禅院。说白了,这就是加盟“观音”品牌的连锁庙宇。

  唐僧见到“观音”二字,倍感亲切。观音是取经项目的主要负责人,这一路上,唐僧接受过观音不少帮助,锦襕袈裟和九环锡杖这些行头,都是由观音亲手送的。在唐僧的认知里,观音是顶头上司兼人生导师,没有观音,就没有唐僧承揽取经项目的机会。

  所以,唐僧看到观音禅院人间分院,一定要去“捧个场”。他不但在该院上香,还留宿过夜。

  那天,孙悟空和该院一把手金池长老“斗富”,引发他的贪欲。金池长老当晚联合寺院僧众,策划实施了“观音禅院纵火案”。

  此事被孙悟空提前发现后,将计就计吹风助火,导致观音禅院大半个院落、殿堂被烧毁。那晚金池长老畏罪自杀,锦襕袈裟被黑熊怪顺手牵羊掳走。

  锦襕袈裟在观音禅院失窃后,天庭、人间传得沸沸扬扬,给佛教高层领导观音都带来了负面影响。

  这件袈裟是如来佛祖指定给取经人的,如今在人间一处观音禅院失窃,引发社会关注,负面新闻直扑观音,一时之间,各大门户网站,出现各类标题党新闻:

  观音管理部下不严,致使如来亲赐袈裟被盗;

  观音纵容部下贪污,生活奢侈堪比人间土皇帝;

  观音人间代理人与黑社会合伙敛财;

  疑观音在人间置办多处房产……

  这些真假难辨的消息,在网上甚嚣尘上,就连孙悟空都对观音起了疑心。

  《西游记》原文:行者道:“我师父路遇你的禅院,你受了人间香火,容一个黑熊精在那里邻住,着他偷了我师父袈裟,屡次取讨不与,今特来问你要的。”

  从孙悟空的这段质询中,可以看出,他默认黑熊精偷袈裟是受观音指使。

电视剧《西游记》黑熊怪捧着袈裟

  官方通报语气硬 引发次生舆情

  观音面对孙悟空质疑和发酵的舆情话题时,她表现得很强势。

  《西游记》原文:菩萨道:“这猴子说话,这等无状!既是熊精偷了你的袈裟,你怎来问我取讨?都是你这个孽猴大胆,将宝贝卖弄,拿与小人看见,你却又行凶,唤风发火,烧了我的留云下院,反来我处放刁!”

  观音的这个回应,可以说不合格。一是回应时间迟;二是语气强硬;三是通报语焉不详;

  从袈裟失窃,到孙悟空一人调查,这期间舆情不断升温,网络各种质疑和揣测不断,究其原因是舆论当事人观音未能及时出面回应。等到孙悟空找上门质询时,她还一副领导做派,对孙悟空接二连三的训斥。

  尽管孙悟空是她的部下,但是要知道,这段回应不单是给孙悟空听,还要给社会公众听。张嘴就训斥猴子没规矩,接着用反问语气否认袈裟与自己无关,进而再斥责猴子卖弄财物,引发袈裟失窃案,最后虽然承认了观音禅院是自己批准的加盟院,她被小人蒙蔽。但是公众不会再听信她后面的说辞了,因为前面的傲慢语气,已经激起受众的反感心理。

  如果当时有网络,观音的这段回应,势必掀起第二波舆情。

  观音的回复,问题出在官本位思想、认错不诚、语焉不详三点,因为她确实做了调查,只是被孙悟空乍一问,没表述清楚。

  社会公众讨厌官本位思想,讨厌官老爷气势凌人的态度,说到底是“作威作福的官本位思想”与“为人民服务”的宗旨背道而驰。官方通报一旦出现这种情况,必然刺激到公众的神经,不管接下来的通报多么细致,公众都不会买账。

  其次,观音自认为是孙悟空的上级领导,就没有向他致歉,这是一个干部的胸襟风度问题。错了就要主动去认错,这不单是挽回你个人形象,也是重塑你代表的公权力机关的公信力。

  再者,官方通报语焉不详,留下很多空白,引发揣测流言四起。没有标准答案,就滋生很多答案,答案选项越多,舆论的关注也就越大。

  其实观音在孙悟空找上门之前,就已经做了详细的调查,回应孙悟空时大可不必气势汹汹。

  观音妥帖的回复,应是这样:悟空,让你和唐僧担心了。(先表达慰问关怀)袈裟失窃与我无关,而金池加盟的观音禅院,确实是我批准的。(对事实,客观陈述)为此,我向你和你师父唐僧及观音禅院其他无辜僧众致歉。(诚恳道歉,争取受害人同情原谅)是我用人不当,让金池这个小人蒙蔽了双眼。(主动检讨,如实说明关系,避免网友猜度)此外,袈裟失窃后,我及时关注了,经查:引发该案,系因你和金池卖弄斗富,让他心生嫉妒。他联合同事广智、广谋放火截宝。后来你发现该阴谋,吹风助火,最后火势过大,禅院火毁严重,黑熊怪趁机抢走袈裟,金池畏罪撞墙身亡。(表明观音关注此事后,进行了细致调查工作)由此可见,你存在一定责任,以后要引以为戒。(对孙悟空的错误,进行警示教育)目前,你也查出了,袈裟在黑熊怪那里,为了彻底查清此案,我决定亲自陪你到基层一趟。你放心,不查清楚,我就不回办公室。(着重强调解决问题的态度和决心)

  从后面的剧情可知,《西游记》中的观音刀子嘴豆腐心,表面上对悟空一通批评,最后还是亲自陪同孙悟空到黑熊怪老巢走了一趟。

  观音虽然不懂舆情事件中“官方通报”的“政治艺术”,但她却是个实干家。

  速效解决问题 扭转舆情危机

  观音下面的举动,让孙悟空肃然起敬。

  《西游记》原文:行者道:“这盘上刻那‘凌虚子制’,想这道人就叫做凌虚子。菩萨,你要依我时,可就变做这个道人,我把这丹吃了一粒,变上一粒,略大些儿。菩萨,你就捧了这个盘儿,两粒仙丹,去与那妖上寿,把这丸大些的让与那妖。待那妖一口吞之,老孙便于中取事,他若不肯献出佛衣,老孙将他肚肠,就也织将一件出来。”

  菩萨点点头儿依他。

  孙悟空讨袈裟的策略,得到观音的认同和配合。

  观音、孙悟空乔装打扮成犯罪嫌疑人的同伙,到嫌疑人窝藏赃物的据点当“卧底”。

  为了尽快破获案件,观音一改前面训斥悟空的领导做派,屈尊降贵接受这个猴子指挥。

  此时的观音,不摆架子,不作官样子、平易近人、从善如流,领导风范和气度不彰自显。和她此前的表现,判若两人。

  这不仅让孙悟空由衷敬佩,也让关心关注“袈裟失窃案”的媒体和网友为之动容。

  甚至网友会说:口嫌体正直,观音这样的领导,值得相处,有事儿她真上。

电视剧《西游记》观音收服黑熊怪

  观音雷厉风行的办案效率,很快平息了负面舆情,而且还收服了案犯主谋黑熊怪。

  结案后,她在观音禅院召开了总结大会,对自己监管连锁分院不力,错用小人,深刻检讨;给唐僧师徒及观音禅院其他无辜僧众,带来的火灾伤害,诚挚道歉。同时对孙悟空卖弄财物、争强好胜的虚荣心态,进行严肃批评;对参与金池纵火案的部分僧侣依法处置。

  观音能够扭转“袈裟失窃案”舆情危机,关键在于“真诚实干,从速从效”。

  只要做到面对问题,态度诚恳;回应问题,客观真实;解决问题,实干速效;舆情就不会演变成危情。

  配图:央视版《西游记》电视剧截图

  参考:明代吴承恩《西游记》

  (中新社微信公众号 刘浩)

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