諾貝爾化學獎

1、走進科學,諾貝爾化學獎,背景,同學們了解歷年諾貝爾化學獎的獲獎情況么？ 接下來我們關注近三年的諾貝爾化學獎 我們來了解2010諾貝爾化學獎,start,諾貝爾化學獎2010,鈀催化的交叉偶聯反應,現年80歲的日本北海道大學名譽教授鈴木章,根岸英一1935年出生在中國長春,美國科學家赫克，現年79歲,鈀催化的交叉偶聯反應,問題：合成藥物 、塑料等化學品時，需要用小的有機分子組成大的、復雜的大分子，需要將碳原子連接在一起。但碳原子很穩(wěn)定，碳原子之間不易發(fā)生化學反應。,方案：為了合成復雜的有機大分子 ，科學家要通過某些方法讓碳的化學性質變活潑，更容易發(fā)生反應，如利用格利亞試劑等。這類方法能有效地制造

2、出很多簡單有機物，但當化學家們試圖合成更為復雜的有機物時，往往有大量副產物。,交叉偶聯：就是兩個不同的有機 分子通過反應連在了一起,1赫克(heck)反應 heck反應是不飽和鹵代烴和烯 烴在強堿和鈀催化下生成取代烯 烴的反應 。是一類形成與不飽和 雙鍵相連的新 cc鍵的重要反應。,鈀催化的交叉偶聯反應,2 根岸( ne g i s h i ) 反 應 n e g i s h i 反應是指鹵代芳烴和有機鋅在 p d的催化下進行的反應。用有機鋅試劑和鹵代芳香烴的偶聯來增長碳鏈。反應中具有催化活性的是零價的金屬 m，反應整體上經過了鹵代烴對金屬的氧化加成、金屬轉移與還原消除這三步。,鈀催化的交叉偶

3、聯反應,3 鈴木( s u z u l d) 反應 s u z u k i 反應通常指的是鹵代烴和有機硼試劑進行的交叉偶聯反應， 廣泛應用于合成聯苯類化合物。對于其他各種金屬有機試劑 ，有機硼試劑有許多優(yōu)點： 如： 它可以和許多官能團和諧相處 ； 其副產物毒性低，且容易進行分離 ； 許多硼試劑易于合成， 對熱、 空氣、 水等穩(wěn)定性好、 容易操作等。,該成果的重要意義,如今 。 這三個反應經過不斷改進 。 在化學界和工業(yè)界發(fā)揮了重要的作用已應用于許多物質的合成研究和 工業(yè)化生產 。 例如 h e c k反應被用于合成抗癌藥物紫杉醇和抗炎癥藥物萘普生鈴木反應則幫助合成了有機分子中一個體格特別巨大的

4、成員水螅毒素?？茖W家還嘗試用這些方法改造一種抗生素萬古霉素的分子，用來殺滅有超強抗藥性的細菌。此外 ，利用這些方法合成的一些有機材料能夠發(fā)光 ?？捎糜谥圃熘挥袔缀撩缀?、 像塑料薄膜一樣的顯示器。獲獎成果不僅有學術價值，應用范圍也很廣。已經成為支撐現代工業(yè)文明的巨大力量。,諾貝爾化學獎2009,糖體的結構和功能研究,英國科學家 文卡特拉曼-拉馬克里希南,美國科學家 托馬斯施泰茨,以色列科學家 阿達-約納特,核糖體上合成蛋白質的機理已經弄明白的基礎上，科學界對核糖體本身的結構并不清楚，使得無法繼續(xù)研究，并且了解核糖體的詳細結構是項艱巨的任務因為它包含數十萬原子。 約納特博士用x光照射核糖體表面穿過

5、晶體層x射線衍射成由大大小小的點構成的圖案，通過計算機可解讀其信息，重構核糖內部結構 。讓數十萬原子靜候繪圖并非易事。經過2 5 0 0 0次 嘗試后1 9 8 0 年才造出第一個核糖體 晶體，而造出的晶體能產生x射線衍射圖像則花了2 0年的時間：成百萬黑點包含 了所謂的大亞基中的原子排列的信息 ，該亞基構成 了核糖體兩部分之一 。,該項研究的重大貢獻： 揭示了dna鏈上的編碼信息如何轉換成數千種組成生命的蛋白質 。,美國化學協會主席托馬斯萊恩說，約納特博士是獲諾貝爾化學獎的第四位女性 ，也是1 9 6 4年之后的首位女性。萊恩說，這反映了“ 化學領域男女比例的巨大變化 ”現在5 0 以上的化

6、學學位由女性獲得。,如果需要核糖體去制蛋白質，而它們本身就是蛋白質，那到底誰先出現?伯格博士說，答案是核糖體起作用的核心由r n a組成。蛋白質似乎是后加的。也就是說，核糖體是“一個以rna為基礎的機制。它進化出制造蛋白質的能力”。如果核糖體依靠蛋白質起作用，那會是悖論 ，“ rna學會了生成蛋白質這就是進化的關鍵點 ?！?重要意義： 僅從醫(yī)學角度來說，這項工作已對醫(yī)學有重要意義：一些抗生素使細菌的核糖體出現故障，在對宿主無害的情況下抑制這些細菌。核糖體的研究正用于開發(fā)新抗生素。,諾貝爾化學獎2008,發(fā)現和研究綠色熒光蛋白(gfp),美國科學家 馬丁查爾菲,美國科學家 下村修,美國華裔化學家

7、 錢永健,綠色熒光蛋白,下村修 1962年在普林斯頓大 學做研究的時候已經從一種 水母身上分離出綠色熒光蛋 白(gfp)。 gfp的結構以及發(fā)光原理，到1990年代通過x光衍射才得到證實 。哥倫比亞大學的馬丁查爾菲成功地讓gfp基因在大腸桿菌和線蟲上表達成功 。,綠色熒光蛋白,90年代初分子生物學在聚合酶鏈式反應(pcr)技術的發(fā)展推動下，已經有了很強的操縱基因的能力。比起蛋白來，在dna水平上對基因進行裁接和修飾已經是實驗室常規(guī)操作。如果gfp可以在各個物種中準確折疊發(fā)出熒光，那么只要在基因水平上把研究者感興趣的蛋白基因，接上gfp基因，然后轉移到細胞內表達，就等于給被研究的蛋白帶上了一個熒

8、光標簽。而這一切完全不涉及蛋白提純，標記，蛋白微注射等技術，也就是說，任何一個分子生物學家都有可能用熒光標記自己研究的對象。而且gfp是一種無害無作用的蛋白，不用擔心對細胞產生毒性。,綠色熒光蛋白,錢永健的貢獻，是利用他在活體熒光研究方面的豐富經驗，對gfp進行改造，他的實驗室利用定點突變改造出來 egfp，不僅提高了熒光強度，更重要的可以在普通的熒光顯微鏡下用現有的熒光濾鏡觀察到，而且光譜單一，不會和其它熒光染料的光譜發(fā)生干擾。接著他的實驗室又陸續(xù)推出了不同顏色的 gfp，如藍色(bfp)和黃色(yfp)的熒光蛋白。不同顏色不是為了好看，而是為了可以同時在同一個細胞或組織內標記多種蛋白或結構，或者是在研究中把gfp標記蛋白與其它熒光化合物同時使用?，F在世界各地實驗室使用的gfp，都是經過改造優(yōu)化了的，錢永健是這方面的先驅和領先人物。,該項成果的意義,多種顏色gfp的出現，還為以后研究蛋白之間的相互作用，蛋白分解等提供了無限的可能性。生物學家可以同時對多種基因進行熒光標記，然后根據活體內的熒光顏色變化，判斷生物活動進程，此時熒光標記不再是標記蛋白在哪里，還能標記活體內的生物事件。,這張照片就是gfp