Letošními laureáty Nobelovy ceny za chemii se stali Carolyn R. Bertozziová, Morten Meldal and K. Barry Sharpless. Odborná komise rozhodla, že si ji zaslouží za svůj příspěvek k vývoji procesů, které zjednodušily funkční chemii.
Barry Sharpless a Morten Meldal položili základy funkční formy chemie, které se říká click chemistry, v níž se molekulární stavební bloky rychle a efektivně spojují. Carolyn Bertozziová posunula tento obor do nové dimenze a začala jej využívat i v živých organismech.
Tyto reakce se nyní celosvětově používají k výzkumu buněk a sledování biologických procesů. Vědci díky nim zlepšili cílení léčivých přípravků proti rakovině, které se nyní testují v klinických studiích.
Jako LEGO
Když v 18. století vznikla moderní chemie, řada chemiků se snažila ve své práci napodobovat přírodu. Řídili se tím, že život je dokonalým důkazem schopnosti přírody vytvářet chemické látky s nesmírnou mírou složitosti. A v tomto trendu pokračuje i moderní chemie.
Složité a „krásné“ molekulární struktury, které se nacházejí v rostlinách, mikroorganismech i zvířatech, vedly vědce k tomu, aby se snažili stejné molekuly vytvářet uměle. A napodobování přírodních molekul bylo a stále je také důležitou součástí vývoje nových léků, které se inspirují přírodními látkami.
Vědci tak dnes mohou pomocí sofistikovaných nástrojů ve svých laboratořích vytvářet ty nejúžasnější molekuly. Jedním z největších problémů ale je, že takové složité molekuly se musí vytvářet v mnoha krocích, přičemž během každého vznikají nežádoucí vedlejší produkty. Ty se samozřejmě musí odstranit dříve, než může proces pokračovat dál. To práci nejen zdržuje, ale také prodražuje, protože v případě náročných konstrukcí se takto ztratí většina použitých materiálů.
Laureáti Nobelovy ceny za chemii 2022 se pokusili tento problém vyřešit – tím, že dali před složitostí přednost jednoduchosti a funkčnosti.
Autorem tohoto nápadu byl Barry Sharpless, který dostal už svou druhou Nobelovu cenu za chemii. Na přelomu století přišel s pojmem „click chemistry“ (česky klik chemie) pro funkční formu chemie, kde se molekulární stavební bloky rychle a efektivně spojují – a to s minimálním množstvím odpadu.
Jeho myšlenka se začala naplňovat, když on sám a Morten Meldal nezávisle na sobě objevili proces, který přesně této filozofii pomáhal. Jeho jednoduchost vedla k tomu, že se reakce stala nesmírně populární, a to jak ve výzkumných laboratořích, tak i v průmyslovém vývoji. Klik reakce mimo jiné usnadňují výrobu nových materiálů, které jsou vhodné pro specifický účel. Pokud výrobce například přidá klikací reakci do nějaké umělé hmoty, je změna materiálu v pozdější fázi jednoduchá. Je pak možné do ní „naklikat“ vlastnosti, které vedou elektřinu, zachycují sluneční světlo, jsou antibakteriální.
Carolyn Bertozziová pak vyvinula reakce, které lze využít uvnitř živých organismů. Její bioortogonální reakce, které probíhají bez narušení normální chemie buňky, se dnes používají po celém světě k mapování fungování buněk. Někteří vědci navíc zkoušejí zjistit, jak lze tyto reakce využít k diagnostice a léčbě rakoviny.
Podle vyjádření nobelovské komise zatím nevíme, jestli tyto nové terapie budou fungovat – ale jedna věc je jasná: výzkum obrovského potenciálu klik chemie a bioortogonální chemie teprve začal.
Dějiny Nobelovy ceny za chemii
27. listopadu 1895 podepsal Alfred Nobel svou poslední vůli, v níž největší část svého jmění určil pro udílení cen. Jak je v závěti popsáno, část bude věnována „osobě, která učiní nejdůležitější chemický objev nebo zlepšení“.
Od roku 1901 bylo uděleno 113 Nobelových cen za chemii. Osmkrát laureát vyhlášen nebyl: v letech 1916, 1917, 1919, 1924, 1933, 1940, 1941 a 1942. Ve stanovách Nobelovy nadace se totiž píše: „Není-li žádná z posuzovaných prací shledána významnou, (…) je peněžitá cena vyhrazena do následujícího roku. Pokud ani poté nebude možné cenu udělit, bude částka přidána k vyhrazeným fondům nadace.“ Navíc během první a druhé světové války bylo obecně uděleno méně Nobelových cen.
Celkem 63 cen za chemii bylo uděleno pouze jednomu laureátovi, 25krát si ji rozdělili dva a 25krát tři laureáti. Nobelova cena za chemii tedy byla v letech 1901 až 2021 udělena 188 laureátům. Frederick Sanger byl oceněn dvakrát.
