Tegoroczni laureaci Nobla w dziedzinie chemii – Japończyk Kenso Soai i Francuz Henri B. Kagan – dokonali odkryć, które pozwoliły zoptymalizować reakcje chemiczne, służące do wytwarzania farmaceutyków, substancji smakowych i zapachowych oraz nowych materiałów.

Niektóre cząsteczki, takie jak aminokwasy, występują w dwóch postaciach (tzw. enancjomerach), będących swoimi lustrzanymi odbiciami. Organizmy żywe zawierają tylko jedną z tych form – np. w przypadku aminokwasów tworzących białka jest to postać lewoskrętna. Nagrodzone odkrycia umożliwiły syntezę tylko jednego lustrzanego odbicia danej cząsteczki, co nikomu wcześniej się nie udało.

Jak tłumaczyła w rozmowie z PAP dr hab. Monika Kalinowska, prof. Politechniki Białostockiej (PB), z Wydziału Budownictwa i Nauk o Środowisku, enancjomery można sobie wyobrazić jako lewą i prawą rękę człowieka. – Są swoim lustrzanym odbiciem, ale nie są takie same. Takie cząsteczki mają inne właściwości, chociaż mają taki sam skład chemiczny – powiedziała badaczka.

Zaznaczyła, że to zjawisko jest kluczowe podczas projektowania leków: – Na przykład białka albo cukry oddziałują ze specyficznymi receptorami naszego organizmu. Kluczowe znaczenie ma przy tym ich trójwymiarowa budowa. Dwie cząsteczki mogą mieć dokładnie taki sam skład chemiczny, ale być swoimi lustrzanymi odbiciami. Organizm potrafi je rozróżnić. Jedna z takich form może silnie oddziaływać z określonym receptorem i wykazywać działanie lecznicze, podczas gdy druga może być mniej aktywna, nieaktywna lub działać w zupełnie inny sposób.

Wspomniała o leku talidomid, który w latach 50. polecano m.in. kobietom w ciąży na poranne mdłości. Produkt był mieszaniną dwóch enancjomerów, z których jeden działał silnie przeciwwymiotnie, ale drugi powodował uszkodzenia płodu. W efekcie stosowanie talidomidu doprowadziło do ok. 90 tys. poronień, a ponad 15 tys. dzieci urodziło się z poważnymi wadami wrodzonymi, głównie deformacjami kończyn.

– Dlatego stosowane są katalizatory, które pozwalają tak prowadzić proces syntezy, żeby powstawał tylko pożądany enancjomer, aktywny biologicznie. Dwóch naukowców dostało Nobla właśnie za opracowanie reakcji kontrolowanej syntezy konkretnej, lustrzanej cząsteczki – mówiła prof. Kalinowska.

Dodała, że jednego z laureatów nagrodzono za technikę kontrolowanej syntezy takich cząsteczek, a drugiego – za opracowanie mechanizmu, w którym enancjomer jest sam w sobie katalizatorem w procesie produkcji kolejnych cząsteczek tej substancji.

– Wszyscy stosujemy leki i chcemy, żeby były jak najbardziej bezpieczne. Proces kontrolowanej syntezy leków to główny aspekt praktyczny badań nagrodzonych Noblem z chemii. A to oznacza, że są one ważne dla każdego – podkreśliła badaczka.

Przypomniała, że często Nagrody Nobla w dziedzinie chemii dotyczą projektowania cząstek do produkcji leków albo technik edycji genów. – Te wyróżnienia przyznawane są za badania na pograniczu chemii, medycyny i biologii. A zasługi tegorocznych noblistów są w tej kwestii ogromne, ta nagroda po prostu im się należała – podsumowała prof. Monika Kalinowska.

Anna Bugajska (PAP)

abu/ zan/