Tegoroczną Nagrodę Nobla w dziedzinie chemii otrzymali Francuz Henri B. Kagan oraz Japończyk Kenso Soai z Japonii. Królewska Szwedzka Akademia Nauk wyróżniła ich za odkrycie efektów nieliniowych i autokatalizy w asymetrycznej syntezie organicznej. Co to oznacza? Ich odkrycia pomogły rozwiązać trwającą ponad sto lat zagadkę: dlaczego życie wykorzystuje niemal wyłącznie jedną z dwóch możliwych, lustrzanych form wielu cząsteczek. O tak, w chemii cząsteczki potrafią mieć dwa, lustrzane oblicza.
Henri B. Kagan jest emerytowanym profesorem Université Paris-Sud. Kenso Soai jest emerytowanym profesorem Tokyo University of Science. Obaj zajmują się chemią organiczną, a ich badania koncentrowały się na sposobach kontrolowania przestrzennego kształtu cząsteczek.
Cząsteczki jak prawa i lewa dłoń
Niektóre cząsteczki występują w dwóch formach będących swoimi lustrzanymi odbiciami. Chemicy nazywają to chiralnością. Można je porównać do prawej i lewej dłoni – są bardzo podobne, ale nie można ich nałożyć na siebie tak, aby idealnie się pokrywały.
To pozornie niewielka różnica ma ogromne znaczenie w biologii. Organizmy żywe są bowiem homochiralne – w przypadku wielu podstawowych cząsteczek wykorzystują niemal wyłącznie jedną z dwóch możliwych form. Przykładowo białka są zbudowane przede wszystkim z jednego rodzaju
„lustrzanych odbić” aminokwasów. Problem polegał na tym, że chemicy przez dziesięciolecia nie potrafili odpowiedzieć na pytanie, w jaki sposób z mieszaniny dwóch lustrzanych form może powstać przewaga tylko jednej z nich.
Wspieraj niezależne dziennikarstwo
Dzięki Tobie możemy tworzyć rzetelne treści i rozwijać portal.
Jak Kagan i Soai rozwiązali zagadkę?
Henri Kagan w latach 80. wykazał, że niewielka początkowa przewaga jednej z form cząsteczki może zostać wzmocniona w reakcji chemicznej. Odkrył przy tym tzw. efekty nieliniowe, które stały się ważnym narzędziem w projektowaniu asymetrycznych reakcji chemicznych.
Kenso Soai poszedł krok dalej. W latach 90. odkrył niezwykłą reakcję, w której produkt o określonej „ręczności” sam działa jak katalizator sprzyjający powstawaniu kolejnych cząsteczek o tym samym lustrzanym odbiciu. Zjawisko to nazwano reakcją Soaiego i stało się jednym z najbardziej znanych przykładów autokatalizy asymetrycznej, czyli „samoinicjowania” przez cząsteczki, dalszego powstawania cząsteczek do nich podobnych.
Dlaczego ma to znaczenie dla medycyny?
Chiralność ma ogromne znaczenie przy projektowaniu leków. Dwie lustrzane formy tej samej substancji mogą bowiem zupełnie inaczej oddziaływać z organizmem – jedna może mieć działanie terapeutyczne, podczas gdy druga może być nieskuteczna albo powodować działania niepożądane. Dlatego współczesna farmacja potrzebuje metod pozwalających otrzymywać możliwie czyste substancje.
Odkrycia Kagana i Soaiego dały chemikom narzędzia umożliwiające znacznie bardziej precyzyjne sterowanie przebiegiem reakcji. Znajdują one znaczenie nie tylko w produkcji leków, ale również przy wytwarzaniu substancji zapachowych, środków ochrony roślin i nowych materiałów.
A chemicy jak to chemicy, zawsze praktycznie podeszli, tym razem, również do życia.
Wspieraj niezależne dziennikarstwo
Dzięki Tobie możemy tworzyć rzetelne treści i rozwijać portal.
Jutro Nobel z literatury
Tydzień Noblowski trwa. W czwartek, 8 października, poznamy laureata lub laureatów Nagrody Nobla w dziedzinie literatury.
