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.
首月1元充VIP,不续费被扣24元?视频会员续费又起波澜******
首月1元充优酷VIP,不续费被扣24元
优酷回应称活动页面已告知规则 ;“爱优腾”会员已涨价多轮仍争议不断
沈昭 姜天圣 张楠
视频网站会员续费问题又起波澜 。
1月31日,多位用户在网站反映参加了优酷首月1元充会员 的活动,完成支付后发现这个活动是支付1元后默认签约1年 ,除首月外,每个月将自动扣费12元 。有用户选择提前终止活动,没想到马上被扣费24元 ,并且被提示“未完成任务 ,扣回已享优惠”。优酷方面则回应称 ,“1元会员”指 的 是优酷VIP月月省活动 ,相关页面已对活动规则进行明确告知 。
扬子晚报/紫牛新闻记者 沈昭 姜天圣
焦点争议
首月1元后取消会员,被强行扣钱
昨天,扬子晚报记者在黑猫投诉平台 ,以“优酷首月1元”为关键词进行搜索,检索到了510条相关结果 。记者在投诉页面看到,有消费者对此极为愤怒 ,“优酷就一个骗子,要求退款 !不要脸 !”
这名消费者表示 ,自己通过手机下载了优酷,点进去看到提示“新人首月1元开通VIP” ,于 是就用支付宝支付 ,没想到这个要开通一年,后面每个月扣12元 ,自己一退出后就扣了钱 。
对于用户们的争议 ,优酷在1月31日给出了回应 ,称“1元会员”指 的是优酷VIP月月省活动,这 是优酷推出 的会员优惠产品,相关页面已对活动规则进行明确告知:首月1元 ,后11个月12元/月 ,若提前退出,需按会员费25元/月退回已享优惠。
优酷方面还表示 ,致力于为用户提供优质内容 ,并推出多种会员产品供用户选择,希望大家都能选到合适的会员产品 。
记者在黑猫投诉中发现 ,绝大部分消费者对这一活动的不满在于认为该活动有“诱导消费”之嫌疑,“付过款后才发现这个是一个任务,要完成12期 ,本来想取消会员充值 ,没想到之前的一元无法退回 ,还被强行扣了钱 ,打电话给会员服务中心,被客服告知无法退款 。”一名消费者表示 。
提前取消要扣费,似乎并不仅仅在“首月1元”活动中出现 ,记者还发现1月29日有一位消费者发起投诉,称自己10月开通优酷电视会员 ,0.99元首月 ,可取消 ,本来打算用一个月 ,但十一月、十二月、一月取消失败,三个月每个月扣10元 。申请取消后额外又扣84.01元,声称 是提前取消 的费用,“该条款涉嫌欺诈 ,同类APP从来没出现过这种条款,没消费凭什么支付 。”
律师观点
优酷提供 的是格式条款 ,提示应醒目
当前 ,绝大部分视频网站会员 的连续包月服务 , 是可以选择随时停止、随时购买的,而且选择停止连续包月自动扣费服务 ,也不存在“扣回已享优惠” 的问题。
扬子晚报记者发现,优酷其实是有通过小字来提示消费者该活动协议的基本情况,需要点开了仔细查看后才能发现活动的详情,但在弹窗中却并不提示,因此引来了规避提醒义务 的质疑。
南京知识律师事务所合伙人尚雅琼律师认为 ,优酷在此事件中提供给消费者 的协议 是一种格式条款 ,何谓格式条款?根据我国《民法典》第四百九十六条,所谓格式条款是合同的提供者为了重复使用 ,而预先拟定并在订立合同时未与对方协商的条款 。格式条款最重要的特点 ,就是被动接受合同的一方 ,对合同内容没有修改 的权利,只有接受与否 的权利。正因为如此,所以法律对格式条款的提供方作出了更高 的要求,要求其就与对方有重大利害关系 的条款采取合理方式提示 。同时如对方有说明的要求,其应就上述条款进行说明 。
那么,优酷事后声明所做出 的提示 , 是否符合法律所要求 的合理方式呢 ?
尚雅琼认为 ,“基于互联网平台消费 的便捷性,格式条款 的提供方对于提示方式 的合理性应该做出更高要求。不仅仅是字体的大小 、颜色应当醒目,也不应刻意设置链接跳转来进行提示。作为消费者,也应谨慎看待及选择充值会员 ,以避免承担不必要 的损失 。消费者在这类合同关系中 的损失也很难通过较为快捷的方式得到弥补。”
为啥看个视频处处坑
爱奇艺限制投屏清晰度遭起诉
扬子晚报讯(记者 张楠)1月31日,广东一名用户因限制投屏将爱奇艺告上法庭,北京市互联网法院已于近日立案 。
该用户是爱奇艺平台的7年“老粉” ,从2017年就成了爱奇艺会员。此前使用时投屏可以选择任意清晰度,而2023年1月11日他发现爱奇艺将黄金VIP会员投屏清晰度限制在480P,如需更高清晰度则必须升级至更高级别会员 。
他认为 ,爱奇艺单方变更合同条款,已经构成违约 。该用户表示,不要求民事赔偿 ,只要求爱奇艺在会员期限内,不得以任何方式限制投屏清晰度。
据爱奇艺官方微博2月1日消息,针对因限制投屏被起诉,爱奇艺表示:我们已收到关于投屏清晰度变更的应诉通知 ,一定会本着尊重法律 、尊重合同 、尊重消费者权益的原则认真审慎对待。
优酷会员账号只能1部手机登录被吐槽
优酷此前也曾因会员活动引发争议,此前多位网友在社交平台反馈称 ,自己 的优酷会员只能登录一部手机 ,此前可以同时登录三个手机设备 。
今年1月4日下午,优酷发布声明称,为保护用户账号安全 ,打击黑灰产 ,并且考虑到绝大多数用户的使用习惯 ,优酷VIP协议规定 ,用户账号最多可同时登录3台设备,其中包含 :手机端APP1个、Pad端APP1个 、电视端3个、电脑客户端1个 、网页端1个、车载端1个、其他端1个。优酷VIP用户同一时间可在2台设备观看 ,酷喵VIP用户同一时间可在3台设备观看 。 据每日经济新闻
延伸阅读
“爱优腾”还有生财之道:会员涨价
伴随短视频平台的崛起 ,视频领域早已是一片“红海”。在此背景下,各大视频平台开始扭转战术 、降本增效。
除了降本增效,各大平台还通过会员涨价方式来提升利润 。具体看来 :2022年12月爱奇艺上调了会员价格 。
调整后,黄金VIP会员连续包月 、连续包季 、连续包年分别为25元 、68元 、238元,黄金VIP会员年卡为258元;星钻VIP会员连续包月 、连续包年分别为45元 、428元,星钻VIP会员年卡为448元。和此前价格相比,黄金VIP连续包月 、连续包季 、连续包年价格分别上涨了3元 、5元和20元。
2022年6月 ,优酷也进行了五年以来的首次涨价 ,对优酷VIP和酷喵VIP会员价格进行调整 ,月卡调至30元 、季卡78元 、年卡258元;腾讯视频也在2021年和2022年进行了两次价格调整,VIP连续包月价格由20元调整为25元,VIP连续包季从58元涨到68元,VIP连续包年从218元涨到238元。
会员涨价能否成为视频平台可持续的生财之道 ?“短期通过涨价提升盈利水平 ,长期精品内容 的输出能力 是关键。”国联证券研报称,2022年以来 ,芒果TV、腾讯视频先后提价,此次调价是2020年以来长视频提价周期 的延续,会员涨价 的背后 是长视频面临盈利困境 的现状 ,短期来看 ,涨价 是提升盈利最直接 的方式 。
据每日经济新闻
(文图:赵筱尘 巫邓炎)