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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.

完善党的自我革命制度规范体系，落实全面从严治党政治责任******

　　作者：张慧（湖南省廉政建设协同创新中心研究员）

　　完善党的自我革命制度规范体系是事关自我革命整体建设的问题，是事关新时代党的建设新的伟大工程高质发展的问题。党的十八大以来，以习近平同志为核心的党中央，以刀刃向内的政治勇气向党内顽瘴痼疾开刀，以刮骨疗毒的胆识解决缠绕党的思想作风问题，以壮士断腕的壮举推进反腐败工作等，充分表达了新一代中国共产党人推进自我革命的坚定意志和坚强决心。自我革命重在制度建设，重在建章立制，其中一个重要的方面就是落实全面从严治党政治责任，用好问责利器。

　　完善党的自我革命制度规范体系必须落实全面从严治党政治责任

　　革命者必先自我革命，自我革命是革命者的必修课，是革命者必备的素养，不断自我革命是中国共产党独特的政治品格，是中国共产党不断前进的根本动力。勇于自我革命，是我们党最鲜明的品格，也是我们党最大的优势。中国共产党的伟大不在于不犯错误，而在于从不讳疾忌医，敢于直面问题，勇于自我革命，具有积极的自我修复能力。全面理解总书记关于自我革命的论述，我们就能深深地体会到，什么是中国共产党的自我革命，中国共产党为什么要自我革命，中国共产党怎样才能实现自我革命；我们就会深刻地认识到，自我革命是中国共产党作为执政党的性质地位决定的，是中国共产党百年奋斗的宝贵经验总结。

　　中国共产党立志于中华民族伟大复兴的千秋伟业，需要进行具有许多新的历史特点的伟大斗争，需要通过党的自我革命来推进党的各方面事业的发展，党的自我革命涉及的社会领域范围之广，深层次的矛盾风险挑战之多，前所未有，其中当务之急就是要进一步完善党的自我革命制度规范体系，通过规范的制度体系为自我革命保驾护航，提供全方位的法律制度支撑，通过自我革命不断推进制度体系的改革创新，这些都是推进全面从严治党的必然要求，都是落实全面从严治党政治责任的必然要求。

　　落实全面从严治党政治责任是完善党的自我革命制度规范体系的一个重要方面，各级党组织应不断增强政治功能和组织功能，切实担负起党和人民赋予的政治责任。政治责任就是按照政治的要求推进公共政策实施的职责以及没有履行好这些职责时应承担的谴责和制裁，我们首先必须明确什么是政治责任，政治责任的内涵外延本质特征是什么。政治责任不同于其他的一般责任，如法律责任、道德责任，它是责任中的责任，落实全面从严治党的政治责任，既是完善党的自我革命制度规范体系的根本任务，又是完善党的自我革命制度规范体系的政治要求，必须将政治责任摆在首位，必须首先落实好政治责任。全面从严治党是全党共同的政治责任，各级党组织必须旗帜鲜明讲政治，要主动担负起全面从严治党主体责任，这也是坚持和加强党的全面领导的内在要求，抓住了主体责任，就抓住了关键，牵住了“牛鼻子”，就是实实在在担当政治责任。政治责任是党交给各级党组织、各位党员干部的责任，其要求是全面的、系统的，同时也是具体的、有层次的，党员干部应该准确把握全面理解，不折不扣承担起全部的政治责任。

　　完善党的自我革命制度规范体系必须准确用好问责利器

　　我们党一向主张权力与义务相统一，权利与责任相统一，有权必有责，有责必追责，如果有责不追，那么责任就形同虚设，既然我们党明确了全面从严治党的政治责任，建立相应的问责机制是理所当然的。

　　完善党的自我革命制度规范体系涉及到一系列制度法律问题，体制机制问题，发展改革问题等，所有这些问题一旦涉及到政治责任问题就有被问责的可能，问责虽然不是目的，但实践中问责是不可或缺的程序，我们一定要用好问责这一利器。

　　落实好全面从严治党政治责任，这只是完善党的自我革命制度规范体系的一个方面，另一方面也是问题的关键方面，就是必须准确用好问责利器。政治责任特指政治人员在从事政治活动的过程中应承担的一种责任，包括积极的政治责任，按照政治的要求推动其实施的职责；消极的政治责任，未能履行职责时应承担的谴责和制裁，它与政治人员在政治活动中担任的角色密切相关，政治责任本身是一个包含责任因素的概念。政治责任主要是针对现实政治而言的具有很强的现实性的一种规范，主要评价标准是制度的价值原则而不是个人的道德标准，更不能以理性主义作为政治责任的评价标准。政治责任具有相对抽象性，它不能完全由法律做出具体明确的规定，政治责任的评价和承担方式也不一样，政治责任的实现具有优先性，政治责任还可以追溯、连带等，任何时候政治责任的追究必须符合法律的精神，必须依照法定的程序进行。

　　由于政治责任主体所从事公共权力的有限性，政治责任主体责任的有限性，以及政治责任程度的有限性决定了政治责任是有限的。政治责任的实现方式一般有如下几种：一是党的追究，主要是指县级以上各级党委对党政机关中由其管理的干部应承担的政治责任进行追究；二是立法机关追究，指的是全国人大及其常委会，地方各级人大及其常委会都是我国的立法机关，它们有权对其选举、决定、任免的干部所应承担的政治责任进行追究；三是上级追究，主要指上级国家机关及其领导人对下级部门政治官员应承担的政治责任进行追究；四是自我追究，是指政治官员自认为履职不力或言行违背民意等而进行的自责；五是社会追究，指社会民众对应承担政治责任的官员直接发动的追究。政治责任问题直接关系到党的政治建设的成败问题，直接关系到全面从严治党整体建设质量问题，我们一定要以严的基调强化政治责任，用好问责利器，党员干部特别是领导干部要扑下身子干实事、谋实招、求实效，要锲而不舍落实中央八项规定精神，要持续深化纠治“四风”，坚决破除特权思想和特权行为，要从思想上固本培元，提高党性觉悟，培育政治责任意识，增强政治责任担当。

　　完善党的自我革命制度规范体系必须多头并进多措并举

　　党的自我革命是一个庞大的系统工程，涉及到社会生活的方方面面，在我们党推行自我革命的过程中必然会涉及到很多深层次社会矛盾和错综复杂的社会关系，特别是人民群众关注度比较高的法律制度问题，因此我们党要完成新时代自我革命的目标，必须要时刻保持解决大党独有难题的清醒和坚定。由于受各种因素的限制，我们的法律仍然有很多方面有待完善，我们很多制度规范体系仍然有待进一步建立，完善党的自我革命制度规范体系，落实好全面从严治党的政治责任，用好问责利器，只是其中一个重要方面，我们必须多头并进多措并举推进党的自我革命制度规范体系的完善。

　　要坚持推进制度治党、依规治党，以党章为根本，以民主集中制为核心。坚持制度治党、依规治党是完善党内法规制度体系的必然要求，是中国共产党不断推进自我革命的法律制度根据；党章是党的根本大法，是党从事一切活动的根据，完善党的自我革命制度规范体系建设只是党的若干社会实践活动的一个方面，只有在党章的指引下进行，才能高质量实现预期的目标；民主集中制是党的组织制度，以民主集中制为核心就是要求党的一切活动都必须围绕民主集中制展开，完善党的自我革命制度规范体系必须在民主集中制的指导下进行。推进党的自我革命制度规范体系的完善就是为了进一步增强党内法规的权威和执行力，形成坚持真理、修正错误，发现问题、纠正偏差的机制。党的领导是全面的、系统的、整体的，这说明党是领导一切的。健全党的统一领导、全面覆盖、权威高效的监督体系，不断推进党的自我革命制度规范体系的完善，就是全面、系统、整体落实党的领导。全面落实党的领导关键之一就是要进一步完善权力监督制约机制，加强对权力运行的制约和监督，既规范权力又保障权利，在各种监督制度中，要突出党的监督，要以党内监督为主导，其他监督密切配合，促进各类监督贯通协调，让权力在阳光下运行。政治监督的目标是预防一切形式的腐败，要完善党的自我革命制度规范体系必须强化政治监督，推进政治监督具体化、精准化、常态化，不断增强政治监督针对性、准确性、适用性，“一把手”和领导班子处于权力的中心，由于权力过于集中或者权力太大，容易脱离监督导致腐败，推进政治监督具体化、精准化、常态化重在增强对“一把手”和领导班子的监督实效。同时，我们还要发挥好政治巡视利剑作用，聚焦党的领导、党的建设、从严治党等方面的问题，聚焦各级党组织是否发挥好领导核心的作用，是否与党中央保持高度一致，是否全面准确贯彻党的路线方针政策等，其中重点在加强巡视整改和成果运用，让政治巡视实实在在发挥作用。

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）