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.

中证协拟出台券商发行承销新规：统一注册制各板发行承销规则******

　　澎湃新闻记者 田忠方

　　就全面注册制下券商的发行承销，中国证券业协会(下称“中证协”)起草了新规进行进一步的规范。

　　2月3日，澎湃新闻记者获悉，近日中证协为适应全面实施注册制发展需要，进一步规范证券公司发行承销行为，落实承销商责任，制定形成了《证券公司首次公开发行证券承销业务规则(征求意见稿)》(下称“《承销规则》”)，并向行业征求意见。

　　值得关注的是，本次起草的《承销规则》，对原《首次公开发行股票承销业务规范》、《注册制下首次公开发行股票承销规范》、《北京证券交易所股票向不特定合格投资者公开发行与承销特别条款》、《首次公开发行股票配售细则》等多项规则进行了整合优化。

　　总体来看，《承销规则》共六章七十二条，包括总则、路演推介、发行与配售、投资价值研究报告、自律管理、附则等。主要内容有四个方面：一是明确路演推介的要求、二是规范发行定价与配售行为、三是提高投资价值研究报告质量、四是切实加强自律管理。

　　“《承销规则》的起草思路主要有两方面，一是落实注册制改革监管转型要求，总结吸收科创板、创业板注册制试点中发行承销业务自律管理实践经验，加强承销商自律管理。二是统一注册制下各板块发行承销规则，形成简明清晰的证券公司承销业务自律管理规则体系。”中证协指出。

　　明确路演推介的要求，强化证券分析师路演推介作用

　　在路演推介方面，《承销规则》进行了三方面明确。一是细化发行人和主承销商在首次公开发行证券、向不特定合格投资者公开发行股票并在北交所上市的发行承销业务路演推介过程中的推介方式、推介范围。

　　《承销规则》要求，在首次公开发行证券/公开发行股票并在北交所上市申请文件受理后，发行人和主承销商可以与拟参与战略配售的投资者进行一对一路演推介，介绍公司、行业基本情况，但路演推介内容不得超出证监会及交易所认可的公开信息披露范围。

　　二是明确向参与战略配售的投资者、网下投资者、公众投资者推介的具体要求，强化证券分析师路演推介作用，帮助网下投资者更好地了解发行人基本面、行业可比公司、发行人盈利预测和估值情况。

　　三是规定主承销商聘请律师的相关要求。《承销规则》明确，主承销商应当聘请参与网下发行与承销全程见证的律师事务所在路演推介活动前对发行人管理层、参与路演的工作人员和证券分析师等进行培训，强调发行人对外宣传资料的口径，包括宣传材料与发行人实际情况的一致性、不允许透露公开资料以外的信息、不允许存在夸张性描述等。主承销商应当要求律师事务所出具培训总结，并督促律师事务所勤勉尽责等。

　　进一步规范发行定价与配售行为，主承销商可以设置配售决策委员会

　　规范发行定价与配售行为方面，《承销规则》进行了三方面明确，一是细化主承销商对网下投资者的核查要求，规范主承销商对网下投资者报价进行簿记建档场所及管理的要求。

　　二是规定主承销商可以设置配售决策委员会，并明确委员会的组织构成、履行职责程序，细化配售原则的制定要求以及对参与战略配售的投资者、保荐机构相关子公司跟投等出具承诺函的核查要求。

　　三是细化关于发行人和主承销商发行方案中采用超额配售选择权的规定。进一步明确主承销商义务，规范配售行为，督促其加强配售过程管理。

　　两方面提高投资价值研究报告质量，明确六项报告内容

　　提高投资价值研究报告质量方面，《承销规则》进行了两方面再明确。

　　一是明确主承销商提供投资价值研究报告的具体要求。

　　具体而言，报告内容应至少包括盈利预测、发行人分析、发行人所在行业分析、募投项目分析、可比上市公司分析(如有)、风险提示六个部分，可以根据需要选择是否给出估值分析结论，并细化了相关内容的具体要求。

　　二是对报告的提供方式、撰写原则、内部制度、证券分析师行为等作出规定。切实提高报告独立性、专业性、实用性，引导其发挥定价引导作用。

　　四方面强化自律管理，协会建立股票发行与承销观察员机制

　　在自律管理方面，《承销规则》提出了四大要求。一是明确承销商应当向协会报送路演推介活动的初步方案、发行承销总结报告、超额配售选择权实施情况报告(如有)、投资价值研究报告及总结情况，加强承销商路演推介、发行与配售环节管理，落实承销商责任。

　　二是中证协建立股票发行与承销观察员机制，督促承销商履职尽责，并向行业积极推广发行与承销示范实践，引导行业对标提升。

　　三是明确承销商存档备查的承销资料要求与协会现场检查事项，加强自律检查标准管理。四是明确对违法违规行为的责任追究，净化行业生态。

　　《承销规则》起草沿“统一注册制下各板块发行承销规则”等两思路

　　对于《承销规则》的起草思路，中证协表示，一是落实注册制改革监管转型要求，总结吸收科创板、创业板注册制试点中发行承销业务自律管理实践经验，加强承销商自律管理。

　　其中，明确承销商路演推介相关要求，细化发行与配售等规定，明确投资价值研究报告的撰写、提供方式、相关制度等要求，切实提高报告质量，促进形成市场化发行承销机制，进一步规范证券公司承销行为。此外，引导承销商积极承担社会责任，规范承销业务收费。

　　“另一方面，是统一注册制下各板块发行承销规则，形成简明清晰的证券公司承销业务自律管理规则体系，明确首次公开发行证券、向不特定合格投资者公开发行股票并在北交所上市的发行承销业务适用本规则，并作出差异化安排。”中证协进一步指出。