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.
卷土重来,家门口的菜摊会被社区团购“玩”坏吗?******
家门口的菜摊会被社区团购“玩”坏?
一边是舆论质疑,一边是资本青睐,社区团购到底是一种怎样的存在?它会不会成为下一个“滴滴”“蛋壳”?互联网巨头进军社区团购势必垄断的立论是否站得住脚?社区团购争议背后还透露了哪些现实焦虑?
最近一周,舆论对社区团购的关注持续火热。以“社区团购”为关键词的相关话题频频冲上微博热搜,其中“社区团购会夺走卖菜商贩生计吗”阅读量超过2.47亿。
对比此前争夺流量入口的打车大战、外卖大战、单车大战,部分舆论担心此次互联网巨头会故技重施:先采取低价倾销策略占领市场,再“挟流量以令市场”挤压中间商“卖菜者”生存空间,继而剥夺终端消费者“买菜自由”。
一边是舆论质疑,一边是资本青睐,社区团购到底是一种怎样的存在?它会不会成为下一个“滴滴”“蛋壳”?互联网巨头进军社区团购势必垄断的立论是否站得住脚?社区团购争议背后还透露了哪些现实焦虑?带着这些疑问,新华每日电讯记者走访了新老菜市场、买菜居民、行业人士,开展多维度解析,试图揭开纷争背后的社区团购真面目。
现实中的“社区团购”
“90后”李萌是一位年轻妈妈,每天加班到7点,出了地铁,还得往返2公里去菜市场买菜。现在有了社区团购,她只需要从“团长”那里下单,在小区门口的便利店中把自己定好的菜带回家就可以了。
“我省下了2公里的往返体力与时间。”李萌说,社区团购的菜品相对固定,但她实在不想为多吃一两个菜,每天多走2公里。
在李萌看来,社区团购很方便,而丰富性是一家菜市场最打动她的地方。“我会在周末去菜市场采购一番。”
迈皋桥老街集贸是南京城北的一家老菜市场,临近岁末年关,这里的肉铺生意异常火爆。每天清早,各家铺子前挤满了前来灌腊肠的居民,一眼望去,几乎都是老年人,仿佛正在掀起的社区团购浪潮与他们无关。
记者随机走访了这家菜市场多个铺位,他们也表示生意暂未受到社区团购的冲击。“该买还得买啊,这段时间菜价也没有受到波动。”张萌的蔬菜铺子在菜市场入口,据她观察,菜市场里不乏年轻人身影。
“主要看时段,白天年轻人要上班,没空逛菜市场,傍晚下班后来这里买菜的年轻人不少。”张萌告诉记者。
“社区团购是人家帮你挑菜,肯定没自己亲手挑的好。”记者采访间隙,一名穿着黄色美团外卖工作服的配送员过来挑菜。记者起初以为他是为客户送菜,交谈后才知道,他竟然是这家摊位的老主顾,每周要来买两三次。
“民以食为天,最重要的还是食材新鲜。”在干配送前,郑世强曾是一名饭店厨师,他认为年轻人不会特别在意几毛钱的折扣,更在乎买到手的菜放心不放心。目前他与另外两人合租,平常一起搭伙做饭,由他来买菜、掌勺。
“社区团购不见得会取代线下菜市场,因为消费群体不一样。”郑世强说,团购群体以年轻人居多,一些上班族晚上回家想炒个菜,一打开冰箱发现是空的,就会用手机下单买菜。老年人如果不是住在楼梯房高层,团购需求并不紧迫。没事逛逛菜市场对他们来说,是一种休闲娱乐方式。
“我们这里不少摊主也会搞搞社区团购,卖自己铺子里的菜,帮客户‘跑腿’去其他铺子买菜。”好邻里惠民中心的负责人吴殿昌说,为了吸引并留住客户,有的摊主会自己“贴钱”为客户代购。
好邻里惠民菜市场是南京第一家“智慧菜市场”。这家脱胎于夜市大排档的农贸市场,如今被装修成商业综合体的样子,是当地居民口中“五星级”菜市场,可覆盖周边12万人的“茶米油盐”。
菜市场四处悬挂着广告条幅,上面统一标着“搜好邻里菜市场,省时间给生活”的字样以及一些俏皮话:“菜炒一半缺点啥,手机下单全送达”“爷爷教我炖海带,我教爷爷云买菜”“孙儿太小走不开,手机买菜送上来”……“这些条幅年轻人很喜欢,会专门来拍照。”吴殿昌说。
“一个月前我们开始与‘饿了么’合作,把所有菜品都放到了线上,对线下菜市场做了数字化改造。我们菜市场人气高,‘饿了么’会时不时过来搞促销。”吴殿昌说。
他告诉记者,这种大平台来做促销,优惠力度非常大,对一些商户冲击不小。“有商户来跟我抱怨,说大平台‘抢’他们生意。我跟他们说,即便‘饿了么’不来,以后也会有其他大平台来。促销只是一时的,重要的还是菜好不好,菜市场的环境好不好,有没有人愿意来。”吴殿昌说。
资本江湖中的“社区团购”
社区团购并不是一个新事物,其萌芽源于社区电商。早在2014、2015年,各种社区电商服务就已经遍地开花,例如与体彩店合作,搭建社区O2O服务平台的“咕啦电商”;再比如瞄准我国社区连锁便利店空白的“购百特”;还有房地产公司孵化的以物业为基础,定位于智慧社区服务的“爱助家”。
资本也在此时“盯”上了这些精耕社区流量的新势力。企查查统计显示:2014年以“兴盛优选”“爱鲜蜂”“中商惠民”为代表的产品,开启了社区团购“赛道”投融资先河。而各类资本的“注入”在2018年迎来高峰期,公开融资事件达23起,所披露的融资金额16.7亿元。
社区团购在2018年前后短暂“火”了一阵。但由于订单密度不够高,平台接连出现倒闭潮。疫情以来,不少用户开始接受预售制的社区团购。订单密度的激增,让几大互联网巨头重新看到了社区团购的价值和前景,纷纷加速布局,烧钱补贴随之而来。
来自企查查的数据显示:今年以来,社区团购公开融资事件达19起,稍逊于2018年;但公开披露融资金额高达171.7亿元,同比增长356.3%,创下了历史新高。其中,背靠互联网巨头的同程生活、十荟团、兴盛优选、爱鲜蜂的融资次数最多。
通览2020年社区团购赛道的投资方,阿里、腾讯、同程、滴滴、京东,这些互联网巨头的身影频频出没,一个潜力巨大、群雄逐鹿的竞争格局正在形成。
“滴滴和美团把社区团购的战略地位提得很高,但这和他们的主营业务固有优势不匹配,靠砸钱补贴,没有成本优势;京东后进,但仓储物流有优势;拼多多布局很早很快,也有着农产品供应链的天然优势;阿里的生鲜供应链主要对接本地生活事业部,主要是盒马和饿了么在布局。”对于社区团购在各大平台的战略地位,北京大学光华管理学院市场营销系助理教授雷莹分析。
雷莹认为,“买菜”是刚需,高频且价格敏感。对于京东、拼多多、淘宝等本来就有生鲜电商布局的平台来说,如果不进入社区团购,别人做了,消费者就不来线上买了。对于滴滴和美团来说,更多是出于对新业务和营收来源的开拓。
“当前社区团购市场区域特征明显,但尚无全国性龙头。社区团购对互联网巨头来说极具吸引力,巨头纷纷布局争夺下沉市场流量入口。”中信建投研报中显示:2019年中国生鲜零售市场规模达5.1万亿元,生鲜电商市场规模达2796.2亿元,渗透率仅5.48%。
疫情刺激下,2020年社区团购市场发展迅猛,市场规模预计达到890亿元以上,在生鲜电商中占比达到21.9%,疫情培养了用户社区团购的习惯,有望推动社区团购市场的高速增长。
既不能一棒子打死,也不能放任不管
资本介入的社区团购大战,被看作是继外卖、网约车、共享单车后,互联网巨头们最激烈的一次混战。凭借5毛一斤土豆、3毛一个鸡蛋等低价模式,互联网巨头对社区小菜贩们造成碾压。一些小菜贩或关门歇业,或沦为互联网巨头的线下员工,以至于舆论开始担心,互联网巨头正在夺走卖菜商贩的生计。
“我也想加入社区团购,但是没有这个渠道,也没有人找我。”南京宝船菜市场商户赵文凤在板桥有十亩地,每天早出晚归,卖的菜价格要比批发菜高一点。她比较欢迎像京东买菜这种代买配送,但社区团购这种直接到源头去买菜的,对他们冲击太大。
“上半年受疫情影响生意不好,下半年疫情之后,不少地方习惯了网上配送,传统生意还是不好。”南京市农贸市场协会副会长、南京绿恒市场服务有限公司董事长盛丽琴说,我们也鼓励商户加入社区团购,但团购上面的菜那么便宜,他们是比不了的。
“我们劝商户们忍一忍,等一等,熬下去,毕竟烧钱也烧不了多久。与此同时,我们也鼓励商户尽快适应这种变化,找到活下去的办法。”盛丽琴说。
“电商巨头进入社区团购,更多是希望通过高频消费场景获客,他们的低价竞争策略,会对传统农产品市场供应量造成冲击,不利于高品质农产品的生产销售。”布瑞克农业互联网董事长孙彤说。
孙彤认为,农产品品类众多、供应链长且资产重,在局部形成垄断,打垮小菜摊后,涨价、杀熟是可能的。但目前很难有电商巨头能够完全掌控如此多的品类并形成垄断。如果只做一两个品类,就不会有规模效益出来,竞争力达不到,最多半年价格战就会消停。
11月10日,国家市场监管总局关于《关于平台经济领域的反垄断指南(征求意见稿)》中就提出,不准“没有正当理由,以低于成本的价格销售商品,排除、限制市场竞争”。但指南中也提出,“平台经营者低于成本销售可能具有以下正当理由:(一)在合理期限内为发展平台内其他业务;(二)在合理期限内为促进新商品进入市场等”。
12月9日,南京市市场监督管理局在全国率先发布《电商“菜品社区团购”合规经营告知书》,要求菜品社区团购的“团长”(负责人),视情应办理相应的市场主体登记,平台经营者不得以低于成本的价格实施低价倾销,排挤竞争对手独占市场,扰乱正常经营秩序。
在该局同日召开的电商“菜品社区团购”合规经营座谈会上,阿里巴巴、美团、滴滴、苏宁等电商社区团购相关负责人已在告知书上签字,承诺诚信依法经营,开展有序良性竞争,营造良好的市场秩序。
“来座谈都是子公司,有的是分公司的分公司,他们做不了主,得听总部统一号令。”据接近这次座谈会的知情人士透露,美团、拼多多等平台的总部甚至华东的中心都不在南京,发出告知书和召开座谈会,是为了在出现低价倾销等苗头时及时提醒。记者注意到,南京市目前还没有出现关于社区团购的行政处罚案例。
12月中旬左右,华海顺达、卫龙、香飘飘等部分供货商给渠道经销商发通知称,没有授权,不得操作社区团购平台;不允许做单品超低价销售。
“现在的社区团购大战,从全国看还是初级阶段,但在长沙等地已经进入到了激烈竞争阶段。巨头们为什么砸那么多钱参与,因为大家都看到了,这个是未来电商模式的雏形,不单单是千亿级市场的事情。”同程生活高级合伙人肖志龙说,未来的电商带有社交属性,此前的烧钱补贴模式是行不通了,一定要有完整的场景和履约来实现盈亏平衡。
“如今业内竞争愈加激烈。”南京建邺区某社区团长“幸福小猪宝”向记者坦言,“团长”越来越不好当。在社群这类口碑消费场景里,平台所说的轻松赚钱是办不到的。“平台不能保证每批货都好,得人去看了才敢推。2000块钱的一个团,就赚200块不到,我一个人跑不过来还得和人分。”
“疫情给了社区团购发展的机会,其爆发力和潜力都在进一步挖掘中。”网经社电子商务研究中心高级分析师莫岱青也认为,如果社区团购想靠性价比或交付服务突围,终归得靠强大的供应链所带来的规模效应,可以说社区团购是一门供应链的生意。只有全方位地服务消费者,把好品质关,才能长久。
雷莹指出,和此前网约车、共享单车不同,各大平台在社区团购业务上的优劣势有很大差异度,所以不会像同质化竞争那样完全成为价格战,后期通过供应链和仓储物流的优化,在成本优势上就会拉开差距。
“对于社区团购模式本身的价值不能完全否定,该肯定的要肯定。”雷莹说,社区团购在某些方面满足了消费者需求,资本看到了这部分商业潜力。这条路能否走得通,不妨多给这一互联网新业态一些成长空间。
“菜篮子关乎基本民生,要避免人为造成剧烈的市场波动,这是基本底线。同时,对社区团购既不能‘一棒子打死’,也不能‘放任不管’。”江苏省社会科学研究院研究员田伯平说。
社区团购到底会带来什么?专家认为,不能简单地作定性判断,既不能把社区团购变成一个负面案例,影响资本进入民生领域投资的积极性,也不能任由资本无节制扩张,留下“一地鸡毛”。
田伯平建议,各地有关部门要因地制宜,借这类案例探索对这类业态监管的新办法、新模式。以基层社区为着力点、以居民需求为中心,探索政府、资本、社会的边界,形成经济治理的有效模式。(记者:潘晔、郑生竹、朱程、杨绍功)