Podobnie jak Nobla z fizyki, nagrodę za osiągnięcia chemiczne przyznano trzem osobom. Laureatami nobla z Chemii w 2022 roku zostali Carolyn R. Bertozzi, Morten Meldal i K. Barry Sharpless. Dwóch ostatnich nagrodzono za odkrycie metod chemii click, a Bertozzi za rozwój chemii bioortogenalnej.
"Rzadki przypadek - jeden naukowiec dwukrotnie nagrodzony Noblem". CZYTAJ WIĘCEJ >>>
Nobel z chemii 2022. Click i robisz co chcesz
Morten Meldal oraz Barry Sharpless w 2001 roku odkryli katalityczny wpływ jonów miedzi (I) na reakcje 1,3-dipolarnej cykloaddycji Huisgena - pisał w pracy doktorskiej Michał Gładysz. Zrozumienie procesów chemicznych jest zadaniem trudnym i wymagającym konkretnej wiedzy naukowej, a do tego chemia click występuje w wielu rodzajach.
Więcej informacji ze świata na stronie głównej Gazeta.pl
Zamiast na technikaliach lepiej więc skupić się na ogromnym wpływie tej technologii na nauki przyrodnicze oraz chemiczne. W 2006 roku wyszedł film z Adamem Sandlerem, którego nazwa dobrze podsumowuje zasadę działania nagrodzonej Noblem metody syntezy molekuł. Jego tytuł to "Klik: I robisz co chcesz". Mniej więcej takie możliwości nauce przyniosły badania Meldala oraz Sharplessa.
Naukowcy znaleźli inny, mniej wymagający sposób, na przeprowadzanie reakcji znanych od dekad. Przed nimi reakcje te wymagały ekstremalnych warunków, na przykład wysokiej temperatury. Meldal oraz Sharpeless pokazali światu, że te same reakcje, w nieco zmodyfikowanej wersji, można wykonać w normalnych warunkach - w wodzie czy w stosunkowo niskiej temperaturze. Do tego celu naukowcy użyli katalizatora miedzi (I).
Już samo to zmieniło obraz chemii, która stała się bardziej przystępna, bo do syntezy części związków nie potrzeba już laboratorium czy fabryki za miliony dolarów. Prof. dr hab. Paweł Kulesza z Zakładu Chemii Nieorganicznej i Analitycznej z Wydziału Chemii UW w trakcie Tygodnia Noblowskiego mówił, że to też osiągnięcie, które pozwala rzeczone reakcje przeprowadzać w warunkach bardziej przyjaznych środowisku.
Chemia click ma jednak więcej zalet. Kolejną jest możliwość łączenia molekuł w bardzo prosty sposób. Prof. dr hab. Jacek Jemielity z Centrum Nowych Technologii UW porównał to do łączenia klocków Lego. Ponadto metody chemii click pozwalają łączyć substancje z dwóch stosunkowo rzadko występujących grup i jak już napisaliśmy wcześniej, w bardzo łagodnych warunkach. Jej zaletą jest też precyzja, ponieważ dzięki narzędziom z tej dziedziny substancje, które mają zostać połączone, odnajdują się w łatwy i dokładny sposób. Reakcje click są więc szybkie, wydajne (wystarczy im kilkanaście minut) oraz cechuje je wysoka selektywność, co znacząco ułatwiło pracę tysiącom naukowców na całym świecie.
Carolyn Bertozzi została nagrodzona za wkład w rozwój chemii bioortogonalnej, która jest ściśle związana z chemią click. Reakcje z tej pierwszej muszą bowiem przede wszystkim spełniać cechy tej drugiej - mówił w swoim wykładzie Krystian Latos, doktorant na Wydziale Chemii Uniwersytetu Jagiellońskiego.
Wkład Bertozzi w naukę dotyczy zastosowań metod chemii click w żywych komórkach. Dzięki chemii bioortogonalnej reakcje można przenosić z próbówki wprost do żywej komórki, co jest prawdziwą rewolucją. Selektywne cechy reakcji metodą click pozwalają bowiem tworzyć nowe substancje w komórkach bez wpływu na ich grupy funkcyjne, ponieważ grupy funkcyjne syntezowanych związków nie wpływają na naturalne białka w komórkach. Mówiąc prościej: syntezowana w komórce substancja, dzięki metodzie click nie wpływa na procesy chemiczne w komórce i nie ogranicza jej żywotności. Do takich wniosków można było dojść dzięki badaniom Bertozzi, które przyczyniły się do tego, że lepiej wiemy, co dzieje się w naszych organizmach.
Praktyczne zastosowanie chemii click i bioortogenalnej
Chemia click jest na tyle prosta, że firmy chemiczne prowadzą katalogi syntezowanych w ten sposób związków. To natomiast ułatwia pracę chemikom i biologom, którzy działają na żywych organizmach, komórkach, czy białkach - tłumaczyła dr Maria Górna z Zakładu Chemii Teoretycznej i Strukturalnej na Wydziale Chemii UW. Jak dodała, nawet niewtajemniczony w chemię biolog może sięgnąć po tak modyfikowane związki.
Chemia click umożliwia budowanie chimerycznych związków z kilku prostych składników. Dzięki temu można tworzyć biblioteki większych, bardziej złożonych związków. To natomiast pozwala sprawdzać ich właściwości, np. pod kątem tego czy są kandydatami na leki, co też znacząco przyśpiesza proces odkrywania nowych substancji leczniczych. Chemia click ponadto daje stosunkowo proste możliwości modyfikacji leków, dzięki czemu można np. zwiększyć wchłanialność danej substancji.
Naukowcy zwracają uwagę, że choć w przyszłości z nagrodzonych metod będzie korzystał przemysł, to obecnie największe zastosowanie znajdują w medycynie. Metody trzech świeżo nagrodzonych noblistów pozwalają bowiem badać medykamenty, w tym dokładniej przyglądać się metabolizmowi leków.
Największe wrażenie może robić jednak synteza leków w ciele pacjenta. Dziś farmaceutyki podaje się w gotowej i ostatecznej formie, przez co rozprowadzane są po całym organizmie. Zazwyczaj skutki uboczne są niewielkie, ale w np. w przypadku terapii nowotworowych, potrafią silnie wyniszczać cały organizm. Jednak poszczególne substancje, zanim wejdą ze sobą w reakcje chemiczne, są mniej szkodliwe niż po połączeniu. Chemia bioortogonalna dzięki metodom click pozwoli w przyszłości łączyć leki w całość dopiero w organizmie - w miejscu, w którym dana substancja ma oddziaływać. Tak rewolucyjna metoda umożliwi precyzyjne i mniej szkodliwe leczenie, między innymi właśnie raka.
