Nobelovu cena jde vědcům za stavbu molekul jako lego pomocí „click“ chemie

Loni si Nobelovu cenu za chemii odnesli dva chemici zabývající se nástroji pro stavbu molekul a i v roce 2022 se v tomto případě trojice vědců podělí o cenu, která míří do podobné oblasti chemie.

Podle komise, která ceny uděluje, pomohli tito vědci usnadnit některé doposud obtížné procesy. Barry Sharpless a Morten Meldal položili základy formy chemie označované jako click, která umožňuje rychle a efektivně spojovat molekulární stavební bloky a přináší tak revoluční způsob spojování molekul. Carolyn Bertozziová posunula click chemii do nové dimenze a začala ji využívat v živých organismech.

Je zajímavé, že jeden z letošních laureátů již má Nobelovu cenu z minula. V roce 2001 si ji Barry Sharpless odnesl za posun ve výzkum, který v konečné fázi umožnil vytvářet sloučeniny obsahující chirální molekuly prostorově uspořádané žádoucím způsobem. Tento vědec se stal teprve pátým laureátem, který má víc než jednu Nobelovu cenu. Zařadil se tak po bok osobností jako John Bardeen, Marie Curie-Sklodowská, Linus Pauling a Frederick Sanger.

Právě Barry Sharpless přišel kolem roku 2000 s pojmem „click chemie“. Ta vede k reakcím, které probíhají rychle a nedochází k nežádoucím vedlejším produktům.

„Krátce poté nezávisle na sobě Morten Meldal a Barry Sharpless představili to, co je nyní korunním klenotem click chemie: mědí katalyzovaná cykloadice azidů a alkynů. Je to elegantní a účinná chemická reakce, která se nyní široce používá. Kromě mnoha jiných oblastí třeba ve vývoji léčiv, mapování DNA a vytváření materiálů, které jsou vhodnější pro daný účel,“ říkají o oceněných výzkumech vědci z Královské švédské akademie věd.

Carolyn R. Bertozziová vyvinula postup pro mapování důležitých, ale nepolapitelných biomolekul na povrchu buněk – glykanů (sacharidové části glykoproteinů). Využila k tomu click reakce, které fungují uvnitř živých organismů. Jí vyvinuté reakce, označované jako bioortogonální, probíhají, aniž by narušily normální chemii buňky. Lze je tak použít k výzkumu buněk a sledování biologických procesů. Pomocí bioortogonálních reakcí vědci zlepšili cílení léčivých přípravků proti rakovině, které se nyní testují v klinických studiích.

Výzkum těchto vědců pomohl překonat v některých oblastech problém při vytváření molekul. Chemici pro jejich tvorbu využívali dřív objevené sofistikované nástroje, avšak naráželi na to, že složité molekuly musí být vytvářeny v mnoha krocích, přičemž v každém kroku vznikají nežádoucí vedlejší produkty – někdy více a někdy méně. Tyto vedlejší produkty musí být odstraněny, než může proces pokračovat, a u náročných konstrukcí může být ztráta materiálu tak velká, že z něj téměř nic nezbude. Click chemie má tyto časově i finančně náročné procesy zjednodušit.

Dánský laureát Nobelovy ceny popsal click chemii jako způsob, jak vytvořit komplexní struktury a spojovat je dohromady, jako by to byly kousky dánské stavebnice lego.

Nobelovský týden

V pondělí získal cenu za fyziologii a lékařství švédský biolog Svante Pääbo, který se zasloužil o přečtení DNA předchůdců člověka. Pääbovi se mimo jiné podařila sekvenace genomu neandertálce, který žil před až 300 tisíci lety. „Moderní DNA umíme poměrně dobře číst, ale ze starých vzorků je to netriviální,“ uvedl Pääbo.

V úteý pak byla oceněna trojice fyziků, kteří se zabývají zkoumáním a ovládáním částic, které se nacházejí v kvantově provázaném stavu. Práce Alaina Aspecta, Johna Clausera a Antona Zeilingera pomohla osvětlit, co kvantová mechanika opravdu znamená a vedly až prokázání jevu nazvaného kvantová teleportace, který umožňuje přesunout kvantový stav z jedné částice na druhou na určitou vzdálenost.

V příštích dnech budou následovat jména držitelů cen za literaturu a za mír.

Vedle medaile a diplomu na laureáty Nobelových cen čeká i finanční prémie, která činí 10 milionů švédských korun (22,6 milionu korun). Laureáti ocenění slavnostně převezmou 10. prosince, v den výročí úmrtí švédského vynálezce dynamitu Alfreda Nobela, na základě jehož závěti jsou ceny udělovány.

Aktualizace: doplnili jsme informace o výzkumu prováděném laureáty