Szwedzka Królewska Akademia Nauk ogłosiła 7 października 2026 roku, że Nagrodę Nobla w dziedzinie chemii otrzymują Francuz Henri B. Kagan oraz Japończyk Kenso Soai. Komitet docenił ich za odkrycie efektów nieliniowych i autokatalizy w asymetrycznej syntezie organicznej. To rozwiązanie zagadki, która przez ponad sto lat spędzała chemikom sen z powiek: jak w przyrodzie mógł samoistnie powstać jeden lustrzany wariant cząsteczek tworzących organizmy żywe.
WIDEO…
Rozwiązali zagadkę homochiralności
Nagroda trafia do dwóch badaczy, którzy przełamali przekonanie, że ściśle kontrolowana asymetria cząsteczek jest wyłączną domeną żywych organizmów. Wiele związków organicznych, w tym aminokwasy, występuje w dwóch wariantach będących swoimi lustrzanymi odbiciami. Jednak białka w naszych komórkach zawierają tylko jeden z nich. Chemicy nazywają tę właściwość homochiralnością.
Przez dziesięciolecia, gdy badacze prowadzili reakcje dające cząsteczki chiralne, zawsze otrzymywali w probówkach równe proporcje obu lustrzanych odmian, czyli enancjomerów. Tymczasem przy projektowaniu leków liczy się tylko jeden wariant, bo zwykle wyłącznie on daje pożądany efekt, a drugi może wywoływać szkodliwe działania uboczne.
„Henri Kagan i Kenso Soai dostarczyli rozwiązania chemicznej zagadki liczącej ponad sto lat: jak homochiralność może pojawić się samoistnie. Opracowane przez nich reakcje są spektakularne” –powiedział Heiner Linke, przewodniczący Komitetu Noblowskiego w dziedzinie chemii.
Henri B. Kagan urodził się w 1930 roku w Boulogne-Billancourt we Francji. Doktorat obronił w 1960 roku w Collège de France. Jest profesorem emerytowanym Université Paris-Sud. Kenso Soai przyszedł na świat w 1950 roku w Hiroszimie. Doktoryzował się w 1979 roku na Uniwersytecie Tokijskim. Jest profesorem emerytowanym Tokyo University of Science. Nagroda zostanie podzielona po równo między obu laureatów.
Precyzyjna synteza lustrzanych cząsteczek
Pierwszy decydujący krok wykonał prof. Kagan w 1986 roku. Badacze używali wówczas katalizatorów złożonych z atomu metalu oraz substancji chiralnej zapewniającej asymetryczny przebieg reakcji. Panowało przekonanie, że chiralność katalizatora przekłada się liniowo na chiralność produktu. Kagan zakwestionował to założenie. Wykazał, że zależność bywa nieliniowa. Nadmiar jednego z enancjomerów w produkcie okazał się większy niż w samym katalizatorze, co dało mu narzędzie do wzmacniania powstawania jednej lustrzanej odmiany.
To odkrycie, określane dziś mianem efektu nieliniowego, stało się jednym z kluczowych instrumentów przy projektowaniu nowych reakcji. Informacja o tym, czy reakcja jest nieliniowa, mówi chemikom wiele o jej mechanizmie i pozwala optymalizować proces tak, by uzyskiwać jak najczystsze enancjomery. Ma to zasadnicze znaczenie dla produkcji leków, aromatów, zapachów oraz środków ochrony roślin.
Następny krok należał do prof. Soaiego. W publikacji z 1995 roku opisał on rewolucyjny eksperyment. Znalazł substancję chiralną, 5-pirymidyloalkanol, zdolną katalizować własne powstawanie w procesie autokatalitycznym. Zaczynając od dwuprocentowego nadmiaru jednego enancjomeru, zakończył reakcję z nadmiarem sięgającym 87 procent.
Ostateczne rozwiązanie przyszło w 2003 roku. Soai przedstawił reakcję, w której powstawał nadmiar jednego enancjomeru, a ten następnie tworzył kopie samego siebie. To pierwszy raz od zarania życia, gdy ktokolwiek wytworzył chiralność z niechiralnej mieszaniny cząsteczek. Tzw. reakcja Soaiego uchodzi za jeden z najbardziej eleganckich eksperymentów chemicznych w historii.
Dalsze badania trwają
Fundamentem całego łańcucha idei były wcześniejsze odkrycia, od badań Louisa Pasteura nad kwasem winowym w XIX wieku, przez pierwszą udaną reakcję asymetryczną Willy’ego Marckwalda z początku XX wieku, po teoretyczny model Charlesa Franka z 1953 roku, który sformułował trzy warunki prowadzące do homochiralności. Kagan i Soai spełnili dwa ostatnie z nich.
Dziś naukowcy na całym świecie próbują powtórzyć osiągnięcie Soaiego, tym razem z myślą o wytwarzaniu homochiralnych aminokwasów i cukrów, co mogłoby przybliżyć nas do zrozumienia początków życia. Znaczenie precyzyjnej kontroli chiralności przypomniała już w latach sześćdziesiątych tragedia talidomidu. Ten lek nasenny spowodował wady wrodzone u tysięcy dzieci, a winę ponosiło lustrzane odbicie substancji czynnej.
Źródło: Nobelprize.org
