诺贝尔化学奖研究改变现代制药工业 揭秘分子手性之谜【诺贝尔化学奖研究方向】 ypxx.net

诺贝尔化学奖研究改变现代制药工业 揭秘分子手性之谜。两个化学成分完全一样的分子进入人体后,作用可能不同,原因在于分子不仅有成分,还有形状。有些分子像一双手,组成相同但互为镜像,这种现象称为手性。人体内的蛋白质、酶和受体也有特定的空间形状,因此药物进入人体后,只有形状合适才能更好地发挥作用。如果换成镜像结构,效果可能减弱或发生明显变化。

诺贝尔化学奖研究改变现代制药工业

2026年10月7日,诺贝尔化学奖授予了两位长期研究这一问题的科学家——法国化学家亨利·B·卡根和日本化学家硤合宪三。两人将分享1200万瑞典克朗奖金。官方授奖理由是发现不对称有机合成中的非线性效应和自催化。简单来说,他们发现了一种方法,可以在化学反应中放大微小的差别,最终让一种分子占据绝对优势。

诺贝尔化学奖研究改变现代制药工业 揭秘分子手性之谜

生命本身也在做类似的事情。例如,人体制造蛋白质时使用的氨基酸几乎都是同一种手性;DNA和RNA里的糖也固定使用特定的手性结构。这意味着生命并没有随机混用两种镜像分子,而是长期保持着高度统一的选择。科学家一直想知道这种不平衡是如何出现的,又为什么没有被平均掉。

诺贝尔化学奖研究改变现代制药工业 揭秘分子手性之谜

卡根在1986年的研究中发现,在一些不对称催化反应里,催化剂即使只有很小的手性差异,最后产生的分子也可能表现出更大的差异。这种现象后来被称为非线性效应。可以理解为某些化学反应像装了一个“放大器”,能够让微弱的优势越来越明显。卡根的贡献在于发现并系统研究了这种放大现象,成为科学家理解不对称催化的重要工具。

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硤合宪三则发现了一种特殊的化学反应:反应生成的产物可以反过来帮助制造更多和自己一样的产物,这叫自催化。想象两支势均力敌的队伍,一开始人数几乎一样,但规则改变后,每增加一个新成员,这个新成员也能加入招募,继续帮助自己的队伍吸引更多同类成员。这样一来,原本只有一点点领先的队伍,因为参与“招人”的成员更多,下一轮就可能增加得更快,人数越多,招募能力越强。硤合宪三发现的“不对称自催化”就有类似特点,反应生成的手性产物能够继续促进更多同类手性产物形成。

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1995年,硤合宪三团队在《Nature》发表了一项关键实验,从只有约2%手性差异的体系开始,通过自催化反应进一步放大这种差异。这就是著名的Soai反应。诺贝尔化学委员会成员Peter Somfai评价这是有机化学中最酷的实验之一,因为它直观地证明了极小的分子差异可以通过化学反应不断放大。

尽管这次诺奖并不意味着科学家已经解开了生命手性的起源,但它为理解生命为何偏向一种手性提供了一条重要的化学路径。此外,两位科学家等待认可的时间也令人感慨。卡根今年95岁,早在1971年他就开发出了DIOP手性配体,成为现代不对称催化的重要先驱之一。2001年他与野依良治、Barry Sharpless共同获得沃尔夫化学奖,但同年诺贝尔化学奖却未包括他。25年后,诺贝尔奖终于来到卡根手中。

相比之下,76岁的硤合宪三走的是另一条漫长的道路。他1950年出生,毕业于东京大学,后来长期在东京理科大学工作。上世纪90年代,他开始集中研究一个基础问题:能不能让一个手性分子帮助制造更多与自己相同的分子?1995年的《Nature》论文发展成了以他名字命名的Soai反应。此后30多年,他和团队不断研究各种极其微弱的因素是否能成为最初那一点手性差异的来源。2025年,他因相关研究获得日本学士院奖。一年后,诺贝尔奖来了。

诺贝尔委员会打电话通知硤合宪三时,他正在外面购物。他在电话连线诺贝尔奖新闻发布会上表示,这是他人生中最激动的一天之一,也很高兴能和卡根共同获奖。这次诺奖公布后,人们讨论卡根25年前与诺奖擦肩而过,也讨论Soai反应是否解释了生命起源。但更令人感慨的是,真正的基础科学研究往往需要几十年时间才能看清其意义。