诺贝尔奖授予三位科学家 表彰点击化学领域贡献——《华尔街日报》

周三在斯德哥尔摩公布的诺贝尔化学奖得主名单。图片来源：TT新闻社/路透社诺贝尔化学奖周三共同授予科学家卡罗琳·贝尔托西、莫滕·梅尔达尔和K·巴里·夏普莱斯，以表彰他们在点击化学和生物正交化学方面的贡献，这些技术使科学家能够更容易地构建复杂分子并绘制细胞功能图谱。

点击化学是一种科学家可以“快速高效地拼接”分子构建模块的过程。生物正交反应与之类似，但发生在生物体内。

通过这些化学形式，科学家可以更有效地开发和制造新材料和药物，这些材料可以更精确地针对癌症等疾病，还可以探索细胞、研究和跟踪生物过程。

“我们可以使用点击化学在体内标记一个分子，并对其进行生物成像，或者我们可以用它来开发抗癌药物，”美国化学学会主席安吉拉·威尔逊说。“这就是为什么它是令人兴奋的化学，它可以应用于从医学到材料的任何领域。”

梅尔达尔博士说，获奖绝对是一个惊喜和荣誉。几年前，一些同事开玩笑地让一个人打电话给他关于获奖的事情，所以一开始他不知道周三早上的电话是否真实。“我不太确定这是不是真的，但我非常高兴这是真的。”

加利福尼亚州拉霍亚斯克里普斯研究所的夏普莱斯博士在2000年左右提出了点击化学的概念。不久之后，他和丹麦哥本哈根大学的梅尔达尔博士分别独立展示了首个证明点击化学概念的反应。

诺贝尔委员会表示，斯坦福大学的贝尔托齐博士通过开发能在生物体内进行且不干扰生物自身化学过程的点击反应，“将点击化学提升到了新高度”。

1000万瑞典克朗的奖金（约合91.8万美元）将由三位获奖者平均分配。

这是夏普莱斯博士第二次获得诺贝尔奖。2001年他因手性催化氧化反应研究与他人共享化学奖。委员会在推文中表示，夏普莱斯博士是历史上第五位两度获得诺贝尔奖的科学家。

诺贝尔委员会指出，科学家构建复杂分子通常用于开发先进材料和药物，但这些过程往往复杂、昂贵且耗时。

委员会称，碳原子间键合对生命化学至关重要，但在实验室中 notoriously 难以实现，因为碳原子通常缺乏相互键合的化学驱动力。强制其连接常会导致大量副反应和材料损耗。

夏普莱斯博士在2001年论文中提出，与其试图让碳原子相互反应，化学家应从具有完整碳骨架的分子出发，通过氮或氧原子进行"点击"连接——这种更简易的方法能显著减少浪费。他列举了多个示例反应并制定了该过程的标准，将其命名为点击化学。

与此同时，在丹麦，梅尔达尔博士正独立开发寻找潜在药物的方法，并发现了一种铜离子能轻松将两种特定分子结合的工艺——该反应现已成为点击化学的基石。诺贝尔委员会表示，他在夏普莱斯博士发表论文的同一年公布了这项发现。

“与我们现有化学工具库中的其他方法相比，这种反应具有高度选择性，“梅尔达尔博士说。他与贝尔托齐博士共同指出，即使在更混乱的复杂体系中，只要使用配对的分子，该过程就能实现精准无副作用的反应。

贝尔托齐博士的研究始于1990年代，当时她试图研究位于蛋白质和细胞表面的一组名为聚糖的复杂碳水化合物。她致力于为聚糖添加"把手"和荧光标记，以便追踪其活动轨迹。

诺贝尔委员会称，当时夏普莱斯和梅尔达尔的研究已在化学界传播，但贝尔托齐无法使用铜离子催化，因其对生物体具有毒性。随后她发现了无需铜离子即可诱发反应的方法——通过迫使其中一个分子形成环状结构来产生更多能量，并于2004年发表了该成果。

在颁奖新闻发布会上通过电话接受采访的贝尔托齐博士表示，她于美国当地时间深夜得知获奖消息时"完全惊呆了”。

她表示点击化学和生物正交化学领域仍处于起步阶段。

“我们掌握了几种非凡的反应，但确实屈指可数，“贝尔托齐博士说，“可能还有更多新反应等待发现。”

她表示，因此，这一领域对生物技术和制药行业具有巨大潜力，新发现很可能会提升科学家诊断和治疗疾病的能力。基于她的研究，贝尔托齐博士创立了多家公司，包括红木生物科学公司、莱西亚治疗公司和帕莱昂制药公司。

点击化学现已在全球实验室中得到应用，并且有利用生物正交化学开发的靶向抗癌药物正在进行临床试验。

联系 Brianna Abbott，邮箱：[email protected] 和 Trefor Moss，邮箱：[email protected]

本文发表于2022年10月6日的印刷版，标题为《三位开创点击化学的科学家共享诺贝尔奖》。