Franz Ignaz Beck - Symphonie
Périodique No.17 In E-flat major, C.27 (1761)
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【摘要2022-10-06聯合報】諾貝爾化學獎五日揭曉,美國史丹福大學教授卡洛琳.柏托齊、丹麥哥本哈根大學教授梅爾達,以及美國斯克里普斯研究所學者夏普里斯三人同享殊榮,平分獎金一千萬瑞典克朗(約新台幣兩千九百萬元)。諾貝爾委員會指出,三位化學家在「點擊化學與生物正交化學」的貢獻,讓化學進入實用主義時代,在製藥,尤其是癌症標靶藥物、基因定位等領域助益良多。
八十一歲的夏普里斯是諾貝爾獎史上第二位二度獲頒化學獎的學者,亦是諾貝爾獎創辦以來第五位二度獲獎的個人,他因開創點擊化學研究,2001年獲化學獎肯定。此前英國學者桑格也曾於1958及1980年兩度獲諾貝爾化學獎。首開先例的居禮夫人先後獲得物理獎和化學獎。美國的鮑林則是先後獲頒化學獎和和平獎,也是跨界高手。
柏托齊是189位諾貝爾化學獎歷來得主中第八位女性得主。她的父親是麻省理工學院物理系教授,原本寄望女兒申請成為學妹,結果柏托齊選擇哈佛,姊姊去了普林斯頓。柏托齊在哈佛還玩樂團,是鍵盤手,後來在柏克萊加州大學拿到博士。她說,當時還沒有「生化」的概念,而是叫「化學─生物」。
梅爾達的同事及學生聽聞他獲得殊榮,一早蜂擁至他的研究室道賀。他接受諾委會訪問時表示,化學是用來描繪現實世界的一門學問,希望能吸引更多年輕人加入。梅爾達說:「現實世界比起我們化學家所能想像的,還要複雜得多。探究世間萬物運作非常具挑戰性,但也相當充實」。
諾委會在記者會開宗明義指出,今年的化學獎精神在於「化繁為簡」。夏普里斯和梅爾達為點擊化學奠定研究基礎,讓分子瞬間結合,既快又有效率。柏托齊則將點擊化學發展至新層面,應用於活的有機體,開發「生物正交化學」。
化學家一直以來都渴望建立更複雜的分子結構,以製藥研究而言,常需要人為製造帶有藥物特性的天然分子,相關的分子研究雖多,但皆相當耗時,研發成本也高。夏普里斯開發的點擊化學以簡單且確實的形式,建立快速化學反應,而且能避免不必要的副產品出現。
接著梅爾達和夏普里斯分別更進一步發展點擊化學,利用一價銅離子催化疊氮化物和炔烴作用形成共價鍵,生成雜環三唑類化合物化學反應(CuAAC)。這個精巧有效的化學反應如今廣為應用,除製藥和基因定位,也能用來開發實用性更高的材料。
柏托齊則將點擊化學更上層樓,使用在有生命的有體機上,並將細胞表面的聚醣染色,創造出作用於生物體內,但不干擾生物本身化學過程的化學反應,命名為「生物正交化學」(bioorthogonal
chemistry),這項研究對於開發癌症標靶藥物極有幫助。
諾貝爾化學委員會主席奧維斯特表示:「今年的化學獎研究非著眼於極度複雜的物質,而是容易簡單的。機能分子能夠透過直接的方式建構」。
點擊化學 讓分子建構像拼樂高【摘要2022-10-06聯合報】中研院化學所副所長陳榮傑表示,夏普里斯發表銅催化反應可將兩個分子鍵接,且反應條件溫和、效率高,且幾乎沒副產物和毒性,簡單但具高效率並可用於細胞操作;柏托齊則將點擊化學運用於化學生物學領域中,並可於細胞表面執行鍵接,延伸用於癌症治療,並對醣類RNA疫苗研發有重大貢獻。
柏托齊學生、育世博生物科技股份共同創辦人蕭世嘉則形容,點擊化學如同將兩個積木牢固結合,讓分子建構變成像樂高積木,且可於多樣性環境中運行,可以想像成倒入茶壺、可樂中都能建構。
中研院生物化學所研究員林俊宏則指,點擊化學對醫學藥物發展甚為重要,在於藥物強調快速篩選,點擊化學可於短時間產生大分子資料庫供篩選,是當前最理想方法,也影響後續癌症標靶藥物研發。
陳榮傑也說,由於點擊化學延伸至化學生物學領域,可藉由生物正交化學將分子放入細胞表面,並可以此標定細胞,讓生物化學家觀察細胞行為,亦可觀察細胞在藥物過程中的變化,用途廣泛。
夏普里斯分別以不對稱催化和方法學二度摘下桂冠,尤其點擊化學用途廣泛,影響甚深,先前學界便預測夏普利斯會二度得獎,柏托齊和梅爾達則接續研發應用,獲獎實至名歸。
夏普里斯、柏托齊均曾受前中研院院長翁啟惠邀請造訪台灣,夏普里斯更訪問過中研院數次,也曾來台和高中生演講。林俊宏談到,夏普里斯個性很愛開玩笑、平易近人;夏普里斯過去也曾分享,常常窩在自家車庫中做實驗,對實驗非常狂熱但也曾為此傷到眼睛。
清華大學化學系教授陳建添則曾於夏普里斯的實驗室擔任博士後研究,他談到,夏普里斯曾以隱喻描述自己的人生哲學,如一人隻身走在公園中,若公園只有一處有燈,旁邊還有一張椅子,便會坐在椅子上翻開一本最有心得的書慢慢閱讀,他是以此鼓勵年輕學者,做學問不要好高騖遠,針對特定想法、有興趣的事物一定要深入了解。
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