2026 metų Nobelio chemijos premija skirta Henri B. Kaganui ir Kenso Soai už atradimus, padėjusius suprasti ir valdyti skirtingų tos pačios molekulės erdvinių formų susidarymą. Kauno technologijos universiteto profesorė Eglė Arbačiauskienė aiškina, kad molekulių erdvinės formos ypač svarbios kuriant vaistus.
KTU Cheminės technologijos fakulteto Organinės chemijos katedros vedėjos teigimu, kai kurios organinės molekulės gali egzistuoti dviem formomis. Jų cheminė sudėtis išlieka tokia pati, tačiau atomai molekulėje išsidėsto skirtingai. Tokios molekulės vadinamos erdviniais izomerais.
Molekulės gali būti viena kitos veidrodiniai atspindžiai
Šį reiškinį galima palyginti su žmogaus delnais. Jie atrodo panašūs, tačiau kairiojo delno neįmanoma tiksliai sutapatinti su dešiniuoju. Panašiai elgiasi ir tam tikros molekulės: jos yra viena kitos veidrodiniai atspindžiai, nors jų cheminė sandara sutampa.
Fizikinės ir cheminės tokių junginių savybės dažnai būna vienodos, todėl reakcijų metu atskirai gauti vieną konkrečią formą nėra paprasta. Tačiau sąveikaujant su biologinėmis sistemomis šie skirtumai tampa reikšmingi.
Kaip pavyzdį profesorė pateikia limoneną. Skirtingos jo erdvinės formos gali būti atpažįstamos kaip apelsino arba citrinos kvapas. Panašiai skirtingos karvono formos siejamos su mėtos ir kumino kvapais. Molekulės skiriasi tik atomų išsidėstymu erdvėje aplink vieną anglies atomą, tačiau žmogaus uoslė šį skirtumą pastebi.
Vaistų kūrime svarbi kiekviena molekulės forma
Farmacijos pramonėje molekulių erdvinės formos gali lemti, kaip medžiaga veiks organizme. Viena forma gali pasižymėti pageidaujamu farmakologiniu poveikiu, o kita gali sąveikauti su kitais biologiniais taikiniais ir sukelti nepageidaujamą poveikį ar net toksiškumą.
Vienu iš skaudžiausių pavyzdžių laikoma talidomido istorija šeštajame dešimtmetyje. Tuo metu nebuvo nustatyta, kad vaistas gali egzistuoti dviem erdvinėmis formomis, iš kurių viena siejama su vaisiaus vystymosi sutrikimais. Dėl to tūkstančiai vaikų gimė su apsigimimais.
Šiandien vaistų kūrimo procese kiekviena erdvinio izomero forma turi būti išskirta ir ištirta atskirai. Tai reikalauja papildomų laiko ir mokslinių išteklių, tačiau leidžia tiksliau įvertinti kuriamų preparatų poveikį ir saugumą.
Mokslininkai ieškojo būdo pasirinkti vieną formą
Gamtoje daugelis natūralių junginių, pavyzdžiui, aminorūgštys, paprastai aptinkami viena konkrečia erdvine forma. Tuo metu laboratorinėse reakcijose dažnai susidaro abi formos maždaug vienodu santykiu. Chemikams ilgą laiką buvo svarbu išsiaiškinti, kas lemia tokį gamtos pasirinkimą ir kaip laboratorijoje gauti tik norimą junginį.
Henri B. Kaganui Nobelio premija skirta už netiesinių efektų tyrimus. Jis nustatė, kad net ir nedidelis enantiomerinio katalizatoriaus kiekis gali lemti neproporcingai didelį vienos molekulės erdvinės formos produkto susidarymą.
Kenso Soai įvertintas už autokatalizės tyrimus asimetrinėje organinėje sintezėje. Jo vardu pavadintoje reakcijoje susidaręs produktas naudojamas kaip katalizatorius. Per kelis katalitinius ciklus taip galima gauti vieną tikslinę produkto formą.
Šie atradimai suteikė chemikams daugiau galimybių kontroliuoti organines reakcijas ir selektyviai išgauti vieną iš dviejų galimų molekulės formų. Jų reikšmė neapsiriboja vien fundamentine chemija: tokie metodai svarbūs kuriant vaistus ir kitas funkcines medžiagas.
Šaltinis: elta.lt
