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.
钻戒品牌“I Do”为何走到生死边缘?其创始人为李湘前夫******
近日,钻戒品牌“I Do”母公司恒信玺利实业股份(以下简称:恒信玺利)接连传出坏消息。
1月4日,恒信玺利宣告破产重组。根据法院公开的信息,申请人为北京艾贝利特服装服饰有限公司,经办法院为西藏自治区拉萨市曲水县人民法院。
1月6日,恒信玺利发布《关于公司股票可能被终止挂牌的风险提示公告》;随后再发公告,公司股票自1月9日起停牌,预计将于1月30日前复牌。
虽然母公司公告并不能直接说明“I Do”即将全面崩塌,但红星资本局注意到,“I Do”当下的处境实则更为艰难。
公开资料显示,近3个月来,“I Do”频繁曝出关店、欠薪、裁员的负面新闻,恒信玺利营收及净利润也双双大幅下滑,作为曾经红极一时的珠宝品牌,如今可以说的确处于生死边缘。
1
擅长娱乐营销,多次上市未果
谈到“I Do”,就不得不提它的创始人李厚霖,他被人称为“钻石大亨”。不过李厚霖还有一个让人更为熟知的身份,即主持人李湘的前夫。
2004年,李厚霖与李湘在相识一月后便高调订婚,不过这段婚姻只维系了一年时间。
2006年,李厚霖创办“I Do”品牌,主攻婚庆珠宝市场。
值得一提的是,在与李湘结婚之前,李厚霖与娱乐圈其他女明星传出过恋爱绯闻。或许正因如此,李厚霖非常懂得娱乐营销之道,也将此作为自己品牌的营销战略。
10余年来,“I Do”尝试过影视、艺人、演出、真人秀节目、歌曲、娱乐事件等各种娱乐营销模式。
比如在影视领域,“I Do”先后植入过《我愿意,I Do》《失恋33天》《何以笙箫默》《北爱》《咱们结婚吧》等多部情感影视剧。
在音乐营销维度,2016年“I Do”与陈奕迅合作推出品牌同名歌曲《I Do》,此歌曲由陈奕迅在2016年世界巡回演唱会北京收官战上首唱,引发众多网友关注。
此外,“I Do”还与众多明星夫妻推出定制款钻戒,杨威与杨芸、保剑锋与何珈好、李小鹏与李安琪等明星夫妻都曾和“I Do”合作。
总的来说,通过多年的“花式营销”,“I Do”知名度确实起来了,也得到不少年轻消费者的认可。
2015年7月10日,恒信玺利挂牌新三板,不过新三板并不是恒信玺利的目标,企业也开始了自己十分坎坷的IPO征程。
2016年1月,恒信玺利向北京证监局报送上市辅导备案材料。但10个月后,恒信玺利又主动叫停IPO进程。
恒信玺利对外公告的原因是,根据经营发展需要,公司注册地将由北京变更至西藏拉萨曲水县。
西藏拉萨曲水县是当时证监会划定的贫困县之一,当时证监会推出了IPO扶贫新政,李厚霖想借此让恒信玺利走贫困县IPO绿色通道。
但此后在2017年、2018年和2019年,恒信玺利连续3次递交IPO申请,均无疾而终。
IPO接连失利之下,也让投资机构失去了信心。2018年,恒信玺利第三大股东红杉资本清仓退出,最终另一家珠宝品牌周大生接盘这16.6%的股份。
从恒信玺利财务状况看,近年来整体并没有什么亮点,营收增长较为乏力,净利润也在不断缩减。
财报显示,2020年企业营收出现负增长,2021年出现一波反弹。不过在2016年与2018年企业营收增速基本在1%左右,或许恒信玺利早已显现出业绩的瓶颈。
从净利润角度看,财报显示2017-2021年,恒信玺利实现净利润分别为3.00亿元、2.42亿元、1.74亿元、1.06亿元、1.13亿元;净利率呈现持续下滑,企业赚钱能力并不强,甚至在持续走低。
2
营收净利下滑,闭店裁员风波不断
进入2022年,恒信玺利迎来更大的危机。
红星资本局注意到,从2022年3月开始,陆续有自称是“I Do”员工的网友,在知乎、脉脉、小红书等社交平台发帖询问恒信玺利薪资发放问题。
此后在2022年11月,国内多家媒体报道了此事件,并称不少员工已经在走劳动仲裁程序。还有不少员工在接受媒体采访时表示,“I Do”从2022年上半年开始进行大批量裁员。
红星资本局注意到,恒信玺利半年报数据显示,2022年上半年,恒信玺利员工数由1684人减少至1104人,半年减少了580人,超过三分之一。
除了大幅度裁员外,红星资本局还发现恒信玺利在2022年关闭了大量门店。
企业2021年财报显示,至报告期末公司开设总计715家线下门店,而到2022年6月时只剩下630家,关闭了85家线下门店。
此外,企业营收和净利润也在2022年上半年开始大幅缩水。
财报显示,2022年上半年,恒信玺利实现营业收入6.28亿元,同比下降41.99%;净利润704.44万元,同比下降88.62%。
值得一提的是,即便企业面临重重困难,但“I Do”对营销的投入没有停止。
2021年12月,“I Do”签下陈小春、应采儿作为品牌全球代言人;2022年,公司又与刘畊宏夫妇直播间、王者荣耀IP、综艺节目《披荆斩棘的哥哥》等进行合作。
从另一个角度来看,即便是如此卖力地开展营销,但企业2022年营收依旧下滑严重,说明“I Do”的营销法则已经渐渐失效。
3
钻石还是一个好生意吗?
1947年,一则广告语“A diamond is forever(钻石恒久远,一颗永流传)”问世,此后“钻石与爱情”开始在全球广泛传播,坚硬的钻石变成坚定爱情最好的诠释。
但近年来,钻石企业日子似乎并没有以前那么好过。
凭借“男士一生仅能定制一枚”走红的DR,在2022年上半年同样出现了营收、净利双降的情况。
根据迪阿股份财报,2022年上半年公司实现营业收入20.85亿元,同比下滑10.13%;实现净利润5.78亿元,同比下滑20.62%。
此外,DR在2022年还因“800元可删购买记录”“DR钻戒成本4000卖1.5万”等话题登上微博热搜,引发市场较大的争议。
此外,周大生等传统珠宝商的钻石业务同样明显下滑。
周大生半年报显示,在作为品牌营收主要来源的加盟业务中,钻石镶嵌产品销售收入同比下降47.94%。而与此同时,黄金产品销售收入同比增长693.44%。
钻石似乎不再受到当下消费者的追捧,这背后的原因主要有以下几点。
首先是我国结婚率持续下滑。民政局数据显示,自2013年以来,我国每年新增结婚登记人数持续下降。2021年,全国登记结婚的共计763万对,创下36年来新低。要知道,2013年还有1347万对,8年时间接近腰斩。
这个趋势还在持续。根据《结婚产业观察》数据显示,2022年前三季度全国仅有544.5万对新人办理结婚登记,相比2021年同期下滑7.5%。
其次是消费者观念发生改变。随着Z世代成为消费主力军,他们更加追求个性化。钻石代表爱情也开始成为一种“老旧”观念。
根据观研天下相关报告,从消费场景看,钻石首饰通常用于婚嫁(爱的承诺)、爱情赠予、非爱情赠予及自我奖励等。2021年我国用于订婚及表达爱意的钻石用途占比合计达58%。
最后是人工钻石近年来出现快速发展。目前单从外观上看,大多数人无法分辨出培育钻石和天然钻石的差别,但在价格方面,培育钻石大大低于天然钻石。
据贝恩咨询数据,2016年培育钻石成品零售价约为天然钻石成品的80%。至2021年,培育钻石零售价占天然钻石价格的比例更是下降至30%,培育钻石批发价占天然钻石价格的比例低至14%,且未来仍有进一步下降的空间。
结婚率的下降、消费观念的改变、替代品的“搅局”,外加激烈的市场竞争,种种原因之下,让如今的钻石企业处境愈发艰难。
关店、裁员、欠薪、业绩下滑、关联公司申请破产,“I Do”的困境正不断叠加。而关于“钻石绑定爱情”这个讲了很多年的故事,在近年来企业近乎疯狂的营销中,让消费者产生厌倦与疲惫。
红星新闻记者 刘谧