北京時間10月5日下午，在瑞典首都斯德哥爾摩，瑞典皇家科學院宣布，将2022年諾貝爾化學獎授予美國化學家卡羅琳·R·貝托齊（Carolyn R. Bertozzi）、丹麥化學家莫滕·梅爾達爾（Morten Meldal）和美國化學家卡爾·巴裡·夏普利斯（K. Barry Sharpless），以表彰他們在點擊化學和生物正交化學研究方面的貢獻。

卡羅琳·R·貝托齊（Carolyn R. Bertozzi），1966年生于美國，目前是美國斯坦福大學教授，她是1901年至2022年間，第8位獲得諾貝爾化學獎的女性科學家。2003年，她最早提出了“生物正交反應”這一概念。今年早些時候，她已經因其在生物正交化學的開創性研究獲得了2022年沃爾夫化學獎 (Wolf Prize)。

【開辟了生物正交化學領域】

什麼是生物正交反應？上海科技大學物質學院梁廣鑫教授介紹，生物正交反應一般指能夠在生命體系中進行，且不幹擾生命體系活動及功能的化學反應。在科學家對生命體系活動和功能的認知過程中，經常需要在生命體系中引入探針分子來感知或控制生命體系的活動或功能。這時候就需要這樣一種可以特異性地将探針分子引入生命體系，而不影響生命體系活動或功能的反應。因為這類反應可以在活體細胞或組織中不幹擾生物自身生化反應條件下進行反應，有時也被稱為活細胞化學修飾。生物正交的内涵是在不對細胞産生毒性的條件下研究諸如蛋白質、多糖、脂質等生物大分子。一系列具有特異性反應的化學鍊接策略被研究與探索用以滿足生物正交的要求，例如卡羅琳·R·貝托齊（Carolyn R. Bertozzi）研究的疊氮化合物和有機膦化物的反應就是經典的生物正交反應。

同濟大學化學科學與工程學院張揚會教授介紹，莫滕·梅爾達爾（Morten Meldal）和美國化學家卡爾·巴裡·夏普萊斯（K. Barry Sharpless）是點擊化學的奠基人。點擊化學的代表反應為銅催化的疊氮-炔基環加成反應（CuAAC反應）。2002年，夏普利斯和梅爾達爾分别獨立提出了銅催化的疊氮化合物和酰基氰化物的【3 2】環化反應，該反應效率極高，且産物單一。

來源：新華社

“從某種意義上來說，夏普萊斯最早提出的點擊化學CuAAC反應是生物正交化學中的一個反應類型。”上海科技大學物質學院梁廣鑫教授認為，卡羅琳·貝爾托西發展的疊氮化合物和有機膦化物的施陶丁格連接（StaudingerLigation）也屬于點擊化學。她将這一點擊化學在活的生命體中使用，不會破壞細胞的正常化學反應。北京分子科學國家研究中心、北京大學化學與分子工程學院副教授樊新元等人2021年發表在《化學學報》上的論文介紹，生物正交化學反應的出現為科學家對生命進程的原位研究帶來了革命性的技術, 已經成為化學生物學這一新興交叉領域的核心方向之一。

點擊化學在高分子化學、材料科學、藥物化學中都有廣泛應用。實際上，點擊化學已經不再單單指銅催化的疊氮-炔基環加成反應，隻要把兩個有機分子片段鍊接起來的效率高、反應快且條件溫和，不懼水、氧的反應方式，大都可稱為“點擊化學”。“點擊化學”最大的影響力還是在生命健康領域。梁廣鑫教授介紹，它既可以作為基礎科學，作為探針來探究生命體系，又能高效地合成有機分子來制造潛在的醫藥分子。在新冠病毒肆虐的今天，就有科學家用這一方式合成新的分子庫，作為新冠特效藥的篩選方式。

【多才多藝，鋼琴彈得很好】

卡羅琳·R·貝托齊教授的學術生涯以及對生物正交反應的研究始于其在加州大學伯克利分校任教期間，而梁廣鑫教授的夫人——上海科技大學ihuman研究所的水雯箐教授，在2004年至2009年，曾是她在伯克利任教期間的博士生。

“她對科學充滿感染力的熱情，取之不盡的精力，以及她在有機化學和細胞生物學領域始終如一的專業知識和熱情，令人欽佩。”水雯箐教授說，“她的個人魅力十分強，很平易近人，和學生讨論問題很有熱情，學生們和她讨論後頗受啟迪”。

同時，貝托齊教授非常鼓勵學生有自己的創新想法，哪怕是和她的主要研究方向并不是十分相關的想法，隻要學生有信心提出來，她都十分鼓勵大家勇于嘗試。“實際上，我的博士生研究方向就和貝托齊教授的主要研究方向并不十分相關。”水雯箐教授說。

來源：新華社

卡羅琳·R·貝托齊從小就對科學探索癡迷，她的父親是麻省理工學院的物理教授，從小的耳濡目染和來自父親的鼓勵引導，使她從小就對科學充滿熱情，這也是推動她成為生物技術領域傑出科學家的動力。

貝托齊于1988年在哈佛大學獲得化學學士學位，1993年在加州大學伯克利分校獲得化學博士學位。在加州大學舊金山分校完成細胞免疫學博士後工作後，她于1996年加入加州大學伯克利分校。2015年6月，她加入了斯坦福大學，同年成立了斯坦福化學ChEM-H研究所（ChEM-H institute）。

“貝托齊教授是一位全才，不僅在學術方面有造詣，也十分有藝術才華。”水雯箐教授告訴記者，她的鋼琴彈得相當好，她曾表示如果不當科學家，可能就從事藝術工作了。除了科研上的貢獻，貝托齊教授還積極投身到倡導學術領域的多樣性，公平性和包容性的活動中。

【新聞鍊接】

此前，諾貝爾化學獎已頒發113次。期間8年沒有頒發，分别是1916年、1917年、1919年、1924年、1933年、1940年、1941年和1942年。

自1901-2021年，諾貝爾化學獎已授予188位獲獎者，其中，弗雷德裡克·桑格（Frederick Sanger）是唯一一位獲得過兩次諾貝爾化學獎的人，分别在1958年和1980年。因此1901年-2021年共187人獲得諾貝爾化學獎，其中7位是女性。

欄目主編：黃海華 題圖來源：新華社

文中圖片來源：新華社

來源：作者：李蕾

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