Nobelova nagrada za kemiju 2022.: kemijske reakcije kao Lego-kockice

Carolyn Bertozzi, Morten Meldal i Barry Sharpless osmislili su načine za uzajamno „klikanje“ molekula metodom koja nalikuje slaganju složenih modela spajanjem jednostavnih građevnih elemenata

Igor Berecki petak, 7. listopada 2022. u 06:00

Troje znanstvenika koji su potaknuli svojevrsnu revoluciju u suvremenoj kemiji osmislivši način da se molekule uzajamno „kliknu“ poput Lego kockica, čak i unutar živih organizama, dobili su Nobelovu nagradu za kemiju 2022. godine.

Carolyn Bertozzi sa Sveučilišta Stanford, Morten Meldal sa Sveučilišta u Kopenhagenu i dvostruki laureat Barry Sharpless iz Scripps Researcha u Kaliforniji nagrađeni su za pronalaženje i iskorištavanje elegantnih i učinkovitih kemijskih reakcija za stvaranje složenih molekula za farmaceutsku industriju, mapiranje DNK i sintetiziranje novih, tzv. dizajniranih materijala.

Nagrada, koju je u srijedu objavila Kraljevska švedska akademija znanosti u Stockholmu, vrijedi 10 milijuna švedskih kruna (804.000 funti) i ravnopravno će se podijeliti među dobitnicima. Nobelov odbor je u službenom priopćenju naveo da je nagrada dodijeljena „…za razvoj klik-kemije i bioortogonalne kemije“.

Trenutak objave dobitnika Nobelove nagrade za kemiju 2022.
Trenutak objave dobitnika Nobelove nagrade za kemiju 2022.

Profesor Olof Ramström, član Nobelovog odbora za kemiju, opisao je nagradu kao „fantastičnu nagradu za fantastično otkriće“.
„Ovogodišnji nobelovski laureati već godinama rade na metodama povezivanja molekula poput građevnih blokova, na način da uzajamno 'kliknu' vrlo jednostavno i izravno, u biti na isti način kao što od pojedinačnih Lego-kockica gradite složeni model“, rekao je Ramström. „Počinjete od pojedinačnih Lego-dijalova, pa ih uzajamno spajate jednostavnim klikanjem i tako možete izgraditi vrlo napredne kuće ili alate, vozila, čak i svemirske brodove... Isto se događa i s 'klikabilnom kemijom', ali na vrlo, vrlo sitnoj, molekularnoj razini.”

Klik-kemija: vrhunska molekularna slagalica

Iako su Nobelove nagrade već same po sebi dovoljno ekskluzivne u znanstvenim krugovima, ovogodišnja nagrada stavlja Barryja Sharplessa u još ekskluzivniji klub dvostrukih dobitnika: to mu je druga Nobelova nagrada za kemiju. Prvu je dobio 2001. za rad na kiralno kataliziranim reakcijama oksidacije (po njemu nazvanim Sharplessove epoksidacijske reakcije). Do sada su još samo četiri znanstvenika osvojila dva Nobela: John Bardeen, Marie Curie, Linus Pauling i Fred Sanger.

Primjer 'klik-reakcije': alkin-azid cikloadicija katalizirana bakrom
Primjer 'klik-reakcije': alkin-azid cikloadicija katalizirana bakrom

Dr. Phillip Broadwith iz časopisa Chemistry World Kraljevskog društva za kemiju rekao je da se nagrada za „klik-kemiju“ iščekivala već godinama. „Posrijedi su metode za vrhunsku manipulaciju kemijskim reakcijama, čije odvijanje je prije klik-kemije bilo u najvećoj mjeri izvan mogućnosti kontrole i nadzora“, rekao je.

Sharpless je izraz „klik-kemija" skovao kako bi njime opisao reakcije koje su brze, visoko produktivne i vrlo čiste (ne proizvode mnogo nekontroliranih i neželjenih nusproizvoda). Jednu od prvih „klik reakcija“, cikloadiciju azid-alkina kataliziranu bakrom, iz koje je potom razvijena nova zasebna grana sintetičke kemije, neovisno su otkrili Sharpless i Meldal.

Bioortogonalne reakcije: kemija unutar živih stanica

Profesor Johan Åqvist, predsjednik Nobelovog odbora, slikovito je opisao klik-kemiju jao ​​pričvršćivanje malih kemijskih kopči na veće molekularne građevne blokove, kako bi se mogli međusobno povezati. Trik je, rekao je, bio pronaći kopče koje se vežu jedna za drugu, i to isključivo i samo jedna za drugu.

Bioortogonalna reakcija: 'klikanje' molekule zelenog fluoresceina na molekule unutar stanice omogućilo je praćenje odvijanja reakcija u živom tkivu
Bioortogonalna reakcija: 'klikanje' molekule zelenog fluoresceina na molekule unutar stanice omogućilo je praćenje odvijanja reakcija u živom tkivu

Carolyn Bertozzi je pak koristila te metode kako bi razvila takozvane bioortogonalne reakcije, odvijanje kemijskih reakcija unutar živih organizama bez ometanja njihove normalne biokemije, dakle bez potrebe da se živa stanica, tkivo ili organ usmrti kako bi se moglo promatrati odvijanje kemijskih reakcija „uživo“. Otkriće i praktična primjena bioortogonalne klik-kemije su omogućili promatranje uzajamnih reakcija biomolekula u živućim stanicama, a time i analizu složenih bioloških procesa koji omogućuju vitalne stanične funkcije.

U razgovoru s novinarima koji su je kontaktirali nakon objave Nobelove nagrade iz kemije za 2022., Bertozzi je izjavila kako je bila „apsolutno zapanjena“ kada je primila vijest iz Stockholma. „Sjedim ovdje i jedva dišem“, rekla je.

Uzbudljiv potencijal

Kemijske klik-reakcije koje su razvili ovogodišnji nobelovski laureati omogućili su znanstvenicima u brojnim laboratorijima širom svijeta stvaranje novih vrsta biomolekula i biokompatibilnih materijala sposobnih za npr. isporučivanje lijekova protiv karcinoma upravo tamo gdje su potrebni u tijelu pacijenata.

Prof Gill Reid, predsjednik Kraljevskog kemijskog društva rekao je: „Njihov rad ima nevjerojatan potencijal za primjenu u podizanju kvalitete ljudskog zdravlja i inovativnih metoda korištenja novih lijekova. Mogućnosti su nevjerojatno uzbudljive."

Bertozzi je tek osma žena koja je u povijesti dobila Nobelovu nagradu za kemiju. Godine 2020. prof. Emmanuelle Charpentier, direktorica istraživačkog odjela Instituta Max Planck za znanost o patogenima u Berlinu, i prof. Jennifer Doudna, biokemičarka sa Sveučilišta Kalifornija, Berkeley, postale su prve dvije žene koje su podijelile nagradu za kemiju, i to za rad na „molekularnim škarama” koje se koriste za uređivanje genetskog koda (o čemu je Bug također pisao u nekoliko navrata).

U ponedjeljak je švedski genetičar Svante Pääbo dobio Nobelovu nagradu za fiziologiju ili medicinu za svoj pionirski rad na drevnoj DNK, posebice sekvencioniranju genetskog koda neandertalca, izumrlog rođaka modernih ljudi.

Nagrada za fiziku dodijeljena je u utorak trojici znanstvenika koji su izveli revolucionarne eksperimente o kvantnoj isprepletenosti - fenomenu kojega je Einstein slikovito opisao kao „sablasno djelovanje na daljinu“. Njihov rad postavio je temelje za napredak u razvoju kvantnih računala, kvantnih mreža i kvantno šifriranih komunikacija.

Igor „Doc“ Berecki je pedijatar-intenzivist na Odjelu intenzivnog liječenja djece Klinike za pedijatriju KBC Osijek. Pobornik teorijske i praktične primjene medicine i znanosti temeljene na dokazima, opušta se upitno ne-stresnim aktivnostima: od pisanja znanstveno-popularnih tekstova i objavljivanja ilustracija u tiskanom izdanju časopisâ BUG, crtkanja računalnih grafika i primijenjenog dizajna, zbrinjavanja pasa i mačaka, fejsbučkog blogiranja o životnim neistinama i medicinskim istinama, sve do kuhanja upitno probavljivih craft-piva i sasvim probavljivih jela, te neprobavljivog sviranja bluesa.

📢 12 rata bez kamata

HP 255 G8

AMD RyzenTM 3 5300U, 8GB, 256GB SSD, Radeon Graphics, 15.6" LED FHD, Windows 11.

437,85€ 3.298,98 kn Kupi

📢 NOVO!

TEAMGROUP RAM

Nova memorija koja će se savršeno uklopiti u tvoje računalo!

79,50€ 598,99 kn Kupi

📢 12 rata beskamatno

SAMSUNG SSD

Vanjski 1TB SAMSUNG T7, MU-PC1T0H/WW, 1050 MB/s, USB-C, V-Nand.

145,86€ 1.098,98 kn Kupi


Visoka čvrstoća i dubok bass

KEF Q150 crni

Ovi dvosistemski bass-reflex zvučnici imaju frekvencijski odziv od 51Hz-28kHz (±3dB) i nominalnu impedanciju 8 ohma te zahtijevaju snagu pojačala od 10-100W

389,00 € 2.930,92 kn 490,00 € Akcija