Nobel w dziedzinie chemii za cząsteczki o lustrzanych odbiciach

Reklama

śr., 10/13/2021 - 23:22 -- MagdalenaL

Niemiec Benjamin List oraz szkot David MacMillan zostali ogłoszeni zwycięzcami podczas uroczystości w Sztokholmie.

Ich zestaw chemicznych narzędzi został wykorzystany do odkrycia nowych leków oraz tworzenia cząsteczek, które przechwytują światło w bateriach słonecznych.

Zwycięzcy podzielą się między sobą nagrodą pieniężną w wysokości 10 milionów koron.

Zapytany co czuje, zwyciężając plebiscyt, profesor MacMillan z Uniwersytetu w Princeton odrzekł: „Oszołomiony, zaskoczony, szczęśliwy, dumny, rozczulony, wzruszony – nazwijcie to, jak chcecie. W tym momencie czuję to wszystko".

Profesor List przebywał na urlopie, gdy dowiedział się o wygranej: „Absolutnie nie spodziewałem się tej ogromnej niespodzianki,” dodając, że „myślał, że to żart”, gdy otrzymał połączenie ze Szwecji.

Fizyczny proces, nazwany asymetryczną organokatalizą, znacząco ułatwił produkcję asymetrycznych cząsteczek – związków chemicznych, które występują w dwóch wersjach, gdzie jedna jest lustrzanym odbiciem drugiej.

Chemicy często potrzebują tylko jednego z tych lustrzanych odbić – zwłaszcza przy produkcji leków – jednak z trudem poszukiwano skutecznej metody ich pozyskania.

Niektóre cząsteczki o dwóch lustrzanych egzemplarzach mają różne właściwości. Za przykład może posłużyć substancja zwana karwonem, której jedna forma ma zapach mięty pieprzowej, a druga – kopru.

Członek Komitetu Noblowskiego, profesor Peter Somfai, wywnioskował, że jeśli ciało może różnić się pomiędzy dwoma lustrzanymi odpowiednikami, taka sama prawidłowość może obowiązywać dla leków wykorzystywanych do zwalczania chorób. Innymi słowy, różne wersje tej samej cząsteczki mogą dawać po strawieniu różne efekty.

„Wówczas ważne jest, aby być w stanie wyprodukować jedynie lustrzane odbicie leku, który posiada pożądany efekt fizjologiczny,” powiedział profesor Somfai podczas konferencji w Królewskiej Szwedzkiej Akademii Nauk.

Jednym z tragicznych przykładów tej reguły jest talidomid, lek, który został zatwierdzony jako środek na nudności i inne dolegliwości w latach 50. Został wycofany po tym, jak odkryto, że przyczynia się do występowania niepełnosprawności u noworodków.

Talidomid posiadał dwie zmieszane ze sobą, lustrzane wersje tego samego związku chemicznego. Jedna z nich powodowała uszkodzenie rozwijającego się płodu.

‘Nowy poziom’

53-letni David MacMillan urodził się w Bellshill w północnym Lanarkshire i jest wyróżnionym profesorem Chemii na uniwersytecie w Princeton w New Jersey.

Również 53-letni Benjamin List pochodzi z Frakfurtu w Niemczech. Jest profesorem na uniwersytecie w Kolonii oraz w Instytucie Badań nad Węglem Maxa Plancka.

Ich praca skupiała się na katalizatorach, substancjach przyspieszających reakcje chemiczne, a niebędących częścią ostatecznego ich produktu.

Przebywając na Harvardzie do późnych lat 90, MacMillan pracował nad metalowymi katalizatorami. Jednak ich rodzaje, których używał w swoich badaniach, rzadko były wprowadzane do przemysłu. Problem stanowił fakt, że choć w pozbawionych tlenu i wilgoci laboratoryjnych warunkach możliwe było uzyskanie metalowych katalizatorów, to na większą skalę było to zadanie znacznie trudniejsze.

Szkocki chemik zaczął projektować proste, organiczne cząsteczki (substancje zawierające złączone ze sobą węgiel oraz wodór), które pełniły tą samą rolę co metale, jednak nie były niszczone przed wilgoć.

W międzyczasie Benjamin List pracował nad osiągnięciem podobnego celu. Potrafił zademonstrować, że prosty aminokwas o nazwie prolina może funkcjonować jako wysoko skuteczny katalizator. Jednocześnie było to rozwiązanie tanie i przyjazne środowisku.

Profesor Somfai, który pracował na uniwersytecie w Lund, powiedział, że List i MacMillan „zracjonalizowali swoje odkrycia” w tak prosty sposób, iż natychmiastowo zostały one docenione przez środowisko naukowe.

Dodał również: „Poskutkowało to ‘gorączką złota’ – lub eksplozją – w tej dziedzinie… otrzymując tak nieskomplikowane wytłumaczenie, proste jest projektowanie nowych rzeczy”.

Komitet Noblowski oznajmił, że ta metoda „wniosła budowę molekularną na zupełnie nowy poziom”.

Szwedzki przemysłowiec Alfred Nobel ufundował nagrody w swoim testamencie, napisanym rok przed swoją śmiercią w 1896 roku.

Łącznie 187 osobistości otrzymało nagrodę w dziedzinie chemii od czasu, gdy została przyznana po raz pierwszy w 1901 roku.

Jedynie 7 z tych kandydatów stanowiły kobiety. Jedna osoba, brytyjski biochemik Frederick Sanger, wygrał nagrodę dwukrotnie – w 1958 i 1980 roku.

Państwem posiadającym największą liczbę laureatów w dziedzinie chemii są Stany Zjednoczone. Drugie miejsce dzielą ze sobą Niemcy oraz Wielka Brytania, licząc sobie po 34 laureatów.

Poprzedni zwycięzcy Nagrody Nobla w dziedzinie chemii

2020 – Emanuelle Charpentier i Jennifer Doudna otrzymały nagrodę za rozwój narzędzi modyfikujących DNA.

2019 – John B Goodenough, M Stanley Whittingham i Akira Yoshino podzielili się wygraną za pracę nad bateriami litowo-jonowymi.

2018 – Odkrycia w dziedzinie enzymów przyniosły wyróżnienie Frances Arnold, George’owi P Smithowi oraz Gregory’emu Winterowi.

2017 – Jacques Dubochet, Joachim Frank i Richard Henderson zostali nagrodzeni za udoskonalenie obrazów cząsteczek biologicznych.

2016 – Jean-Pierre Sauvage, Fraser Stoddart, i Bernard Feringa wygrali, tworząc maszyny w skali molekularnej.

2015 – Dzięki odkryciom z obszaru naprawy DNA nagrodę otrzymali Tomas Lindahl, Paul Modrich i Aziz Sancar.

 

Autor: 
Autor: Paul Rincon, BBC; Tłum.: Marcin Lejza.
Dział: 
Polub Plportal.pl:

Reklama