今年的诺贝尔化学家与制药业很有关系,福布斯杂志发表了伟大的化学反应一文,很值得一读.我们今天能吃到好药,我们化学家能顺利合成某些结构复杂的化合物,与这三位化学家的发明有很大关系.在这里,我们向三位得奖者致敬,祝贺他们获得科学界的最高奖项.

伟大的化学反应

作者：Matthew Herper　　

诺贝尔化学奖得主夏普里斯希望制造药物能像搭建乐高积木一样简单。

上世纪40 年代后期，还是个小小少年的夏普里斯（K. Barry Sharpless）深深地迷上了腔棘鱼。人们一度以为这种长得像肺鱼的生物在600 万年前就已经灭绝了，但1938 年研究员们在南非的水域里又发现了这一物种。夏普里斯曾着魔似的在他家乡新泽西的河流里捕捞这种古生物，可惜一无所获。不过，最终他的科学发现倒也堪比腔棘鱼——那也是大自然在经历了亿万年之后才向人类开放的一座生化宝藏。

过去的30 年里，夏普里斯在化学领域中取得了一系列重大突破。科学家们早已知道很多药物分子都是以镜像两种形式存在, 而其中只有一种是有效的，或者说，只有一种是安全的。夏普里斯发现了几个只产生有效分子的化学反应，为此他获得了2001 年诺贝尔化学奖。正是由于他的这个发现，人们如今才能大规模生产心脏病药物、抗生素和止疼药。

现年68 岁的夏普里斯目前在加州拉霍亚（La Jolla）的斯克里普斯研究所（Scripps Research Institute）担任教授。麻省理工勒梅尔森奖（Lemelson-MIT Program）的负责人西玛（Michael Cima）把夏普里斯列为了“本年度7 位最伟大的发明家之一”。过去10 年来，夏普里斯一直致力于推广一个叫作“点击化学”（Click chemistry）的概念。事实上，在他的诺贝尔奖获奖证书墨迹未干之际，夏普里斯就创造了这个术语。“点击化学”产生的影响甚至可能高过为他赢得诺贝尔奖的发现。

“点击化学”既道出了分子世界的一种运转体系，也为我们提供了一个配制药物的巧妙配方。有机化学制造了我们触目所及的大部分东西——药物、塑料、食物、汽油，这些都是通过加热加压、酶化腐蚀和爆炸等方法将碳原子连接起来的产物。原理虽说简单，但要设计出制造复杂新化学物质的方法，却是一个非常耗时费力的过程。化学家们花了20 年时间才研究出如何在实验室里合成抗癌药物泰素（Taxol）。在此之前，泰素都是从太平洋紫杉的树皮里提取的。

夏普里斯的目标是通过发明将基础化学砌块（chemical building blocks）组合成复杂结构的可靠方法，使药物化学得到简化。如果他的想法得以实现，制药就有点像搭乐高积木了。化学家们可以把无数简单的化学砌块一个一个连接在一起，迅速造出新药。

2002 年，夏普里斯和他的同事弗金（Valery Fokin）演示了一个这样的化学反应：在室温环境下，以铜为催化剂，几分钟内就可将几个较小的有机分子串合成一个大分子。实验结果稳定且可以复验。

目前“点击化学”在很大程度上仍然只是作为基础研究，但是这个方法已经引起了有远见的制药者的注意。加州理工学院（Caltech）教授蒂雷尔（David Tirrell）说：“点击化学已经成了把两个分子链接成更大结构的标准方法。”

加州理工学院化学系教授希斯（James Heath）正使用点击技术来开发新的诊断测试，以侦测血液里特定的蛋白质。目前的诊断测试因为使用抗体来发现蛋白质，费用可高达100 美元一次。这种抗体通常从动物细胞内提取，既昂贵又不稳定。希斯点击链接而成了一组肽链，它们只有在与目标蛋白质结合时才会聚集，这与抗体的功用一模一样。测试溶液十分稳定，所以可以经过干燥处理制成粉末运送到世界各地。希斯相信，诊断测试的费用将来可以下降到几美分一次。

福泰制药公司(Vertex Pharmaceuticals) 的药剂师、博客“研发途中”（In The Pipeline）的作者罗易（Derek Lowe）也在研究用类似的方法来发明新药。他表示，我们的希望在于，利用点击化学制造出“哑弹”的几率会更小（“哑弹”指的是那些在实验室里看似跟目标结合良好但是放到动物身上却并不成功的化合物）。罗易说：“现在我们知道了有这样一个以前从未被发现的化学反应, 这让我们不禁思索，类似的反应到底还有多少呢？”

译唐敏 校黄凝