Игорь Лалаянц
Коллеги по Копенгагенскому университету поздравляют Мортена Мелдала с присуждением Нобелевской премии. Фото Reuters
Считается, что название науки химии произошло от египетского «кем»: черная (земля), вернее цвет плодородного ила, который оставался после ежегодного разлива могучей реки. Сторонники данного толкования ссылаются на алхимиков Александрии, которые многое знали и умели. Не забыта и египетская царица Клеопатра, которая «игралась» с различными ядами и, возможно, искала «меди-камент» – камень мудрецов-любомудров, то есть философов. Один из них, Гераклит, заявлял, что все в нашем мире изменчиво и непостоянно, поэтому нельзя будто бы дважды войти в одну и ту же реку. Но это не совсем так...
В этом году вторую свою Нобелевскую премию получил американец Барри Шарплесс. Первый раз он стал лауреатом этой авторитетной научной премии в 2001 году – за создание хиральных катализаторов окислительно-восстановительных реакций (Нобелевская премия в области химии). Хиральными называют молекулы, идентичные по своему химическому составу (формуле), но зеркально симметричные. Хиральны, например, перчатки и обувь, а также аминокислоты белков и сахара нуклеиновых. Хиральность биомолекул быстро нарушается при химическом синтезе, что мешает получать тот же инсулин чисто химическим путем. К окислительно-восстановительным реакциям относится окисление органики в клетках, в результате чего восстановленный углерод дает СО2. Под действием солнечных фотонов марганец отдает на время электрон, то есть окисляется, в результате чего начинается сложный процесс фотосинтеза, без которого невозможна жизнь биосферы Земли. Электрон, отдавший свою энергию на расщепление (фотолиз) воды, в конце концов возвращается к марганцу, который таким образом восстанавливается. После всего этого понятно, что нобелевские судьи не могли пройти мимо достижения Шарплесса.
Но он на этом не остановился, а изобрел новый подход, которой назвал «клик-химия» («химия по щелчку»). Название отражает звук click, возникающий, например, при подключении флешки. В случае химических реакций суть молекулярного контакта заключается в использовании двух химически «безобидных» групп, которые в присутствии медьсодержащего катализатора химически «щелкают», образуя связь друг с другом. Речь идет, в частности, об использовании молекулы азида, в составе которой имеются три азота, и кольцевидной молекулы алкина с восемью углеродами. Эти молекулы после клика-соединения образуют триазол, который широко используется в молекулярной фармацевтике. Одна из первых статей на эту тему появилась в журнале «Труды АН США» (PNAS) в 2007 году.
Клик-химический подход независимо развивал датчанин Мортен Мелдал, родившийся в 1954 году и защитивший диссертацию в Техническом университете родного города Линбё. Сегодня он профессор Копенгагенского университета.
Самая молодая из лауреатов этого года – Каролин Бертоцци, которая родилась в 1966 году в Калифорнии. Диссертацию она защитила в 1993 году в Беркли, что в пригороде Сан-Франциско. Сегодня занимает пост профессора в Стэнфорде, где успешно занимается созданием новых противораковых лекарств.
Каролин придумала «загонять» компоненты клик-химии непосредственно в клетки, подсоединяя к алкину молекулу зеленого флюоресцентного протеина (GFP). После клика и образования триазола GFP получает достаточно энергии, чтобы начать светиться, демонстрируя тем самым успешное протекание реакции. Показанный ею путь позволил осуществлять кликовую реакцию вне клетки, что облегчило задачу синтеза лекарственных молекул «на месте» (in situ).
По поводу Шарплесса можно добавить, что нобелевские лауреаты довольно часто продолжают успешно работать в лабораториях. Можно вспомнить Льюиса Полинга, получившего Нобелевскую премию по химии в 1954 году за раскрытие одной из структур белковой цепи (альфа-спирали). Однажды лауреат демонстрировал у ограды Белого дома, протестуя против ядерных испытаний, а вечером был приглашен к президенту как выдающийся ученый. В 1962 году Полинг получил Нобелевскую премию мира…
