今年的诺贝尔化学奖告诉你，为什么我们要追求天然产品

这两天的科学界热闹非凡，被广大网友戏称为“炸药奖”的诺贝尔奖陆续揭晓。这其中，诺贝尔化学奖颁给了法国的卡甘和日本的硖合宪三，以表彰他们发现了“不对称有机合成里的非线性效应和自催化”。

新闻出来以后，吃瓜群众们基本都在问同一个问题，他俩到底干了些啥？

小编作为前化学专业学生，在看完诺奖成果的详细介绍后，突然觉得这事值得好好聊聊。因为它背后藏着一个特别有意思的话题：生命的化学和人类实验室的化学，根本不是一个段位的东西。而且，这个话题隐隐告诉我们，为什么人类要追求天然产品，以及，为什么要喝茶。

什么是手性：分子世界里的左手和右手

很多小伙伴可能不知道手性是啥。其实很简单，伸出你的左右手，这两个家伙，看起来一模一样，功能也差不多，但不管你怎么折腾，就是没法把左手塞进你的右手手套里——这说明，他俩其实不是一回事。

分子也有这个性质，只要一个碳上面连了几个不同的基团，就会出现细微的差别。比如组成蛋白质的基础零件——氨基酸，就存在两个版本，一个是L型一个是R型，互为镜像。然而，大自然最诡异的地方在于，我们身体里的蛋白质所用的氨基酸，清一色全是左手版本，右手版本几乎不存在。

然而，人类实验室里的反应器却不是左撇子。你要是人工合成一个手性分子，出来的东西永远是左手右手各一半，五五开。这听着挺公平，但“五五开”的合成物，对于“一边倒”的生物体，却不是那么友好。

大部分人都听过反式脂肪酸的危害，其实，还有比这个更直接的。上世纪五十年代，有一款明星妊娠药物“反应停”，孕妇吃了可以止吐。可是没过多久，欧美冒出来上万个畸形婴儿，胳膊腿短得像海豹的鳍，被称为“海豹儿”。后来追查下来，发现“反应停”药物就是罪魁祸首，它的分子是手性的，其中一种镜像会干扰胎儿发育。

再比如，香芹酮的一种镜像闻起来是绿薄荷，另一种闻起来是藏茴香籽。柠檬烯的一个镜像闻着是橙子，另一个是松节油。人的鼻子，其实是台非常灵敏的手性检测仪，只是我们没注意。

正是因为手性分子的差异，从上世纪开始，全世界的化学家都在琢磨，想办法把烧瓶里的反应掰开，只留一只手。这就是所谓的不对称合成，近五年内拿了两次诺奖，也包括今年。

诺奖成果：放大微弱优势，实现自催化滚雪球

1986年，卡甘发现，往反应里注入一点点偏心产品，这点微弱的优势会被体系自己放大。

产物自己就是催化剂，左手的产品生出来以后回头去催生更多的左手，形成滚雪球效应。2003年，他设计的反应，从五五开一路滚成了单一镜像。

诺奖公报里有句话：除了生命本身，此前没有任何人做到过只生成一种镜像。

人类拼了一个多世纪，才算勉强摸到了生物反应的及格线。

演化的力量：酶，天然的手性筛选机器

有人可能会问，为啥实验室五五开，生命却能做到单手？

答案是酶。生命体内的所有化学反应，都由酶来催化，而酶本身就是用左手氨基酸折叠出来的机器。你可以把它理解成一只左手手套，天然只装得下左手的底物，对面那个镜像根本进不去。所以生物体内的每一场反应，产出的全是纯净的单手货。

蛋白质的功能全靠形状，左手氨基酸叠出来的酶，形状是确定的，锁孔配钥匙，一环扣一环。要是氨基酸左右混着来，形状就没法稳定，今天这把钥匙明天就开不了这把锁，整个信息链条就断了。所以生命在最底层选择偏心，不是审美问题，是工程问题。单手，才有稳定复制的可能。

酶不是设计出来的，是四十亿年演化迭代出来的。

其实人类历史上，一直在利用“天然产物”。金鸡纳树的树皮治疟疾，后来提炼出奎宁，救过无数人。柳树皮止痛，古希腊希波克拉底那会儿就在用，两千年后化学家从里面找到水杨酸，改造成了阿司匹林，成为人类史上卖得最好的药。红豆杉里扒出来的紫杉醇，到现在还是重要的抗癌药。最有名的当然是青蒿素，屠呦呦从葛洪《肘后备急方》里那句“青蒿一握、以水二升渍”里找到的方向，2015年拿了诺贝尔奖。

你回头去看这些分子，全是单一手性的天然产物。人类制药史上真正的大杀器，基本都是从自然界抄作业抄来的。药厂现在复刻一个分子动辄砸几十亿美金，十年时间，还不一定成。而那棵树、那株草，分文不取。人类的原创能力当然了不起，但在分子这个层面，跟自然比还是个小学生。

茶树：一间跑了几千万年的不对称合成车间

说到这，该聊聊茶了。

茶树就是这么一间跑了几千万年的不对称合成车间。你泡一杯茶，里面几个招牌分子全是单手货，生物相容性绝佳。

茶氨酸，茶叶里天然存在的是L-茶氨酸，研究里说它能诱导α脑电波，就是那种清醒但不紧绷的状态，喝茶不发困反而放松，主要就是它在起作用，而它的镜像兄弟在自然界几乎不存在。

儿茶素EGCG，茶多酚的主力，也是单一构型。茶叶香气的核心分子芳樟醇更有意思，它两种镜像一种闻着是铃兰的甜花香，一种偏木质调，不同的茶里配比不一样，你闻龙井和闻凤凰单丛，闻到的其实是同一个分子的不同配方。

而且人类在这套系统里也不是没参与。绿茶的杀青，本质是高温一脚急刹车把酶停掉，锁住鲜爽。乌龙和红茶的做青发酵，是放任酶继续加班。几百年前武夷山里那些做茶师傅，压根不知道酶是什么，但人家早就在当这间四十亿年老厂的车间主任了。

所以你看，你花几十块钱买一斤茶，喝进去的是四十亿年研发、几千年驯化栽培、几百年工艺打磨的成品，摊到每一杯上，成本约等于零。这世界上打着灯笼都找不着第二个性价比这么高的技术服务。

最后，这届诺奖真正值得记住的，是它把一个朴素的道理摆上了台面——

时间是最厉害的研发大师。

四十亿年，每一代生物都在拿命试错，试错的尸体堆成了化石燃料，试对的那一点点，变成了酶、变成了单一手性、变成了你。人类一个世纪的实验室进展很了不起，但跟这个过程一比，还是个刚学会走路的孩子。咱们总说弯道超车，有些东西是真的超不了，不是技术问题，是时间问题。四十亿年的试错成本，没有任何团队、任何国家能付得起。

咱们普通人做人做事，其实可以从中抄一点作业。别啥都想自己从头造轮子，那些被时间反复筛过的东西，经典的书、验证过的老手艺、跑了几十年还在运转的老系统，都值得多一点敬畏。它们就是各自领域里的单一手性分子，是拿天文数字的试错成本换出来的确定答案。反过来，凡是号称绕过时间成本、一步登天的东西，不管是药还是投资还是成功学，都得留个心眼。

所以敬畏自然这个事，从来不是烧香拜佛，而是承认它的时间价值。

你手里那杯茶，就是大自然时间线上的一个标注点。

道法自然，正是如此。