2006-2016年诺贝尔化学奖得主及其主要成就.pdf

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1、化学奖化学奖 获奖者 主要成就 2016 让让- -皮埃尔皮埃尔索瓦索瓦 （JeanJean- -PierrePierre SauvageSauvage，法，法 国国） 、詹姆斯） 、詹姆斯弗雷泽弗雷泽司徒塔司徒塔 特 （特 （SirSir J.FraserJ.Fraser StoddartStoddart， 英国英国） 、伯纳德伯纳德费灵格费灵格 （BernardBernard L.FeringaL.Feringa， 荷兰， 荷兰） ，） ， 表彰他们表彰他们“发明了行动可控、在给予能源后可执行发明了行动可控、在给予能源后可执行 任务的任务的在分子机器的设计和合成在分子机器的设计和合成”方面

2、方面做出的做出的贡献贡献 分子，是构成物质的一种基本粒子，在物理上，物 质大多数是由原子构成的分子组成，通常使用显微镜来 观测。鲜为人知的是，分子本身是具有特定结构的，能 够相互作用，能够识别，甚至能够“动”起来。当然， 要让它动起来，需要研发一种机器，这种机器就是今天 三位诺奖获得者所做出来的“分子机器” 。这些“分子机 器”包括一部微型“起重机” ，几块人工“肌肉”和微型 “马达” ，只有人类头发的千分之一那么大 2015 托马斯林达尔托马斯林达尔 （TomasTomas LindahlLindahl，瑞典） 、保，瑞典） 、保 罗莫德里（罗莫德里（PaulPaul ModrichModr

3、ich， 美国） 、阿齐兹桑贾尔美国） 、阿齐兹桑贾尔 （AzizAziz SancarSancar，土耳其），土耳其） 发现了细胞修复自身发现了细胞修复自身 DNA 的机制，为创新癌症治疗的机制，为创新癌症治疗 手段提供了广阔前景手段提供了广阔前景 林达尔的发现称为碱基切除修复，即细胞里有一些 蛋白质（尿嘧啶糖苷水解酶、糖苷酶等） ，专门寻找某些 特定的 DNA 碱基错误， 然后把它从 DNA 的链上切掉， 从 而修复它。 莫德里克的发现称为 DNA 错配修复， 指的是， 细胞 会对 DNA 链进行标记，蛋白质可以凭借这种标记来判断 哪条是旧有的、哪条是新加的，从而知道该去修复谁。 桑贾尔的

4、发现称为核苷酸切除修复，指的是细菌的 DNA 在致命的紫外线照射下之后，如果再用可见蓝光照 射，它们能死里逃生，复苏过来。把细菌 DNA 从紫外线 的损伤中解救出来的功臣是光解酶，所以这个过程被称 为核苷酸切除修复。 从 DNA 修复机理出发，可以给予人们防治疾病提供 种种线索和方法。另一方面，DNA 修复系统和机理的发 现也早就应用于疾病治疗 2014 埃里克埃里克白兹格白兹格（美国）（美国） ，威廉，威廉 姆姆艾斯科艾斯科莫尔纳尔莫尔纳尔 （美国） ，（美国） ， 斯特凡斯特凡WW赫尔赫尔（德国）（德国） 表彰他们在超分辨率荧光显微技术领域取得的成就表彰他们在超分辨率荧光显微技术领域取得的

5、成就 光学显微成像技术的最高分辨率一直无法超过光波波 长的一半，但是借助荧光分子的帮助，这三位科学家开 创性的贡献使得光学显微成像技术的极限拓展到了纳米 尺度。 通过纳米显微镜（nanoscopy） ，科学家们可以在细胞 中观察到单个分子的运动。他们可以看到分子在脑的两 个神经细胞之间如何产生突触；能够在导致帕金森病和 亨廷顿舞蹈病的蛋白质聚集时观察它们，可以在受精卵 分裂成胚时跟踪单个蛋白质的走向 2013 马丁马丁 卡普拉斯（ 美国）、 迈克卡普拉斯（ 美国）、 迈克 尔尔 莱迈特（ 美国）、 阿里耶莱迈特（ 美国）、 阿里耶 瓦谢勒（美国）瓦谢勒（美国） 为复杂化学系统创立了多尺度模型为

6、复杂化学系统创立了多尺度模型 化学反应发生的速度堪比光速。刹那间，电子就从一 个原子核跳到另一个原子核，以前，对化学反应的每个 年份 项目 步骤进行追踪几乎是不可能完成的任务。而在由这三位 科学家研发出的多尺度模型的辅助下，化学家们让计算 机做“做帮手”来揭示化学过程。多尺度复杂化学系统模 型的出现无疑翻开了化学史的“新篇章” 2012 罗伯特罗伯特莱夫科维茨（莱夫科维茨（Robert J. Lefkowitz,美国）美国）和布莱恩和布莱恩克克 比尔卡 （比尔卡 （Brian K. Kobilka， 美国， 美国） 人的身体是由数十亿细胞相互作用的微调系统，每 个细胞都包含能感知周围环境的微小

7、受体，因此才能适 应新的环境。两位获奖者的突破性研究揭示了受体中最突破性研究揭示了受体中最 大家族“蛋白偶联受体”的内部运作机制。大家族“蛋白偶联受体”的内部运作机制。 莱夫科维茨于年采用放射现象追踪细胞受 体，他将碘同位素附着于不同激素，在放射物的帮助下 成功揭示了一些受体，其中包括肾上腺素的受体即-肾 上腺素受体。他的科研团队将该受体从“藏身”的细胞 壁中提取出来，对其运作机制有了初步了解。世纪 年代，该领域研究又有了跨越式发展，科比尔卡通 过巧妙的实验方法将-肾上腺素受体的基因信息从庞 大的人类基因组中分离出来。科研人员发现，-肾上腺 素受体与眼中能捕获光线的受体相似，他们并意识到， 一

8、定存在一个看起来相似且功能模式相同的受体家族。 如今，人们把这些受体称为“蛋白偶联受体” ，其中 包括光受体、味道受体、肾上腺素受体等，这类受体拥 有上千个基因编码。目前，约有一半药物都是通过“ 蛋白偶联受体”而实现药效的，因此研究和了解“蛋 白偶联受体”至关重要。 2011 丹尼尔丹尼尔-谢德曼（谢德曼（Daniel Shechtman，以色列）以色列） 在“在准晶体领域内的发现”而获奖。获奖者的发在“在准晶体领域内的发现”而获奖。获奖者的发 现改变现改变了科学家对固体物质结构的认识。了科学家对固体物质结构的认识。 谢德曼在 1982 年发现了晶体铝过渡金属合金的二 十面体物相， 从而提出准

9、晶体虽然在原子层面进行复制， 但在原子之间相互结合的模式上却从不重复。在这一发 现以前，科学家们一直以为晶体内的原子结构是不断重 复的。 2010 理查德赫克（美国） 、理查德赫克（美国） 、根岸荣根岸荣 一一（日本） 、铃木章（日本）（日本） 、铃木章（日本） 在有机合成领域中钯催化交叉偶联反应方面的研究在有机合成领域中钯催化交叉偶联反应方面的研究 领域。这一成果广泛应用于制药、电子工业和先进材料领域。这一成果广泛应用于制药、电子工业和先进材料 等领域，可以使人类造出复杂的有机分子。等领域，可以使人类造出复杂的有机分子。 为制造复杂的有机材料，需要通过化学反应 将碳原子集合在一起。但是碳原子

10、本身非常稳定， 不易发生化学反应。 解决该问题的一个思路是通过 某些方法让碳的化学性质更加活泼， 更容易发生反 应。这类方法能有效地制造出很多简单有机物，但 当化学家们试图合成更为复杂的有机物时， 往往有 大量无用的物质生成，而赫克、根岸英一和铃木章 的研究成果解决了这一难题。 两位评委介绍说，赫克、根岸英一和铃木章 通过实验发现，碳原子会和钯原子连接在一起，进 行一系列化学反应。 这一技术让化学家们能够精确 有效地制造他们需要的复杂化合物。 目前钯催化交 叉偶联反应技术已在全球的科研、 医药生产和电子 工业等领域得到广泛应用。 2009 文卡特拉曼 拉马克里希南 （美文卡特拉曼 拉马克里希南

11、 （美 国） 、托马斯施泰茨（美国） 、国） 、托马斯施泰茨（美国） 、 阿达约纳特（以色列）阿达约纳特（以色列） 对核糖体结构和功能的研究。核糖体是进行蛋白质对核糖体结构和功能的研究。核糖体是进行蛋白质 合成的重要细胞器，了解核糖体的工作机制对了解生命合成的重要细胞器，了解核糖体的工作机制对了解生命 具有重要意义。具有重要意义。 生物体每个细胞中都含有脱氧核糖核酸（ ） ，基于上携带的信息，核糖体便能合 成蛋白质， 如血红蛋白、 免疫系统的抗体、 胰岛素、 皮肤中的胶原蛋白等。 这些蛋白质在生命中具有不 同的形式和功能， 它们在化学层面上组成并控制着 生命。因此，有关核糖体结构和功能的研究能

12、够被 迅速应用到实际中，没有核糖体存在，病菌就无法 存活， 当今医学上很多抗生素类药物都是通过抑制 病菌的核糖体来达到治疗目的的。 名获奖者通过独立的研究工作，分别采用 射线蛋白质晶体学方法绘制出模型来体现 合成核糖体的成千上万个原子的位置， 他们绘制的 模型已被广泛应用于新抗生素的研制， 以减少患者 的病痛和拯救生命。 2008 下村修（日本） 、马丁沙尔菲下村修（日本） 、马丁沙尔菲 （美国） 、钱永健（美籍华裔）（美国） 、钱永健（美籍华裔） 在绿色荧光蛋白方面的研究领域在绿色荧光蛋白方面的研究领域 绿色荧光蛋白的出现，解决了缺少跟踪活体细 胞内部和外部分子实时变化的办法。 绿色荧光蛋白

13、 “已经成为现代生物科学最重要的工具之一” 。在 它的帮助下， 研究人员能够看到以前所不能见的新 世界， 这包括大脑神经细胞的发育过程和癌细胞的 传播方式等。 2007 格哈德埃特尔格哈德埃特尔（德国）（德国） 在表面化学研究领域作出开拓性贡献。 能够帮助人在表面化学研究领域作出开拓性贡献。 能够帮助人 们理解铁为什么会生锈、燃料电池如何工作、汽车里的们理解铁为什么会生锈、燃料电池如何工作、汽车里的 催化剂如何工作催化剂如何工作 物质的两相之间密切接触的过渡区称为界 面，若其中一相为气体，这种界面通常称为表面。 在相界面上所发生的一切物理化学现象统称为界 面现象或表面现象， 而研究各种表面现象

14、实质的科 学称为表面化学 人们早就知道，氮肥对于农业生产而言具有 举足轻重的作用。 20 世纪初发展而来的哈伯博施 法使得将大气中的氮制成氨成为可能， 但人们在寻 找制备反应的催化剂方面苦无收获。 而埃特尔的研 究发现， 氨的合成反应在铁催化剂表面进行时效率 大大提高，使这一技术的产业化成为现实，这给人 类社会的农业生产带来了巨大的经济效益 此外，汽车排放出的尾气中含有大量一氧化 碳，如果不加净化则会对人类生活造成危害。埃特 尔有关一氧化碳在金属铂表面的氧化过程的研究， 催生了汽车尾气净化装置。 2006 罗杰科恩伯格（美国）罗杰科恩伯格（美国） 在“真核转录的分子基础”的研究领域在“真核转录的分子基础”的研究领域 基因中遗传信息的转录和复制是地球上所有生 物生存和发展必然经历的过程， 科恩伯格教授有关 真核转录的研究第一次将基因的这一转录过程细 致地描述下来，使了解基因的转录过程成为可能。 了解基因转录在医学研究中起着决定性的作用， 例如可以对致病基因进行干预， 也可以创造新的抗 生素。目前，基因转录的技术广泛应用在基因研究 的实验室中。