2022年诺贝尔奖得主

来源:©诺贝尔奖外联/Niklas Elmehed

2022年化学奖得主(从左到右)卡罗琳·贝尔托齐、莫滕·梅尔达尔和巴里·夏普莱斯

今年的诺贝尔化学奖平分在点击化学先驱之间巴里•沙普利斯Morten Meldal,卡洛琳贝尔托齐他开创了生物正交化学领域。对于夏普莱斯来说,这是他第二次获得诺贝尔化学奖——他是继弗雷德里克·桑格之后第二个获得两项化学奖的人。

“我完全惊呆了,我坐在这里几乎不能呼吸,”贝尔托齐在宣布获奖消息后不久与诺贝尔委员会通话时说。他说,我仍然不能完全肯定这是真的。

咔哒反应作为一种坚固可靠的方式将小型模块化单元连接在一起,已经彻底改变了化学。最重要的是,它们可以被制成具有生物相容性。这种生物正交反应使科学家能够在不干扰生物体自然功能的情况下跟踪生物体内部的生物过程。生物相容性的咔哒反应也可用于传递药物——抗癌药物的首次人体试验目前正在进行中,该药物可选择性地在肿瘤部位释放活性成分。

英国圣安德鲁斯大学的大卫·奥哈根在一份声明中说:“这是一个很好的奖项,它承认了点击反应在相对较短的时间内所产生的重要性和影响。”

点击化学

来源:©Johan Jamestad/瑞典皇家科学院

当加入铜离子时,叠氮化物和炔烃反应非常有效。这种反应现在在全球范围内被用来将分子简单地连接在一起

来自美国斯克里普斯研究所的夏普莱斯是第一个提出“点击化学”概念的人,大约在2001年他第一次获得诺贝尔奖的时候。他认为化学家花了太多时间和精力模仿自然分子,设想了一类范围广泛、产量高、不会产生有害副产品的反应。几年之内,来自丹麦哥本哈根大学的夏普莱斯和梅尔达尔独立地发展了一个后来成为咔哒反应的代名词的反应:在铜催化下,炔和叠氮化物之间的1,3-偶极环加成反应生成三唑。

来自美国斯坦福大学的Bertozzi创造了一种生物相容的,无铜的烷基叠氮环加成物.“这对我们当时的分子思想家和化学家来说是令人兴奋的,”来自美国加州大学欧文分校的珍妮弗·普雷彻说是贝尔托齐最早描述这种反应的研究之一的合著者.“但我们想过这会在战场上爆炸吗?”不,当时没有。贝尔托齐继续利用这一反应绘制聚糖图谱,聚糖是存在于蛋白质和细胞表面的复杂碳水化合物,参与了免疫识别等过程。“发育中的斑马鱼胚胎中糖基化的图像令人震惊——我认为没有人欣赏其中的一些模式和定位,”普雷彻说。

英国曼彻斯特大学的化学教授Robert Field解释说:“双正交连接化学提供了强大的分子和特定位点的方法来解剖体内的化学。”“能够获得有关哪些分子在何时何地以及与哪些分子相连的空间和时间信息,这些信息被证明是具有变革性的。”Bertozzi在糖科学领域的鼓舞人心的工作促进了大量的新试剂、新反应和生物应用,这证明了早期发现的影响。而且我们只采集了冰山一角的样本。一个对复杂生物系统进行化学检查的新时代正在等待着我们,它有可能应用于生物学和医学领域。”