A molekulák építésében elért áttörésért járt a 2021-es kémiai Nobel-díj

Nincsen jövőnk tudomány nélkül, nincsen Qubit nélkületek. Támogasd a munkánkat!

A hétfői orvosi-élettani, majd a keddi fizikai Nobel-díj győzteseinek kihirdetése után szerdán a kémiai kategóriával folytatódott a legrangosabb tudományos elismerések kiosztása: idén Benjamin List, a Max Planck Szénkutató Intézet német igazgatója és David W.C. MacMillan, a Princeton Egyetem skót-amerikai vegyészprofesszora kapja a kémiai Nobel-díjat. A két kutatót az aszimmetrikus organokatalízis kifejlesztéséért ismerték el, ami a Nobel-díjat odaítélő alapítvány közleménye szerint „egy zseniális eszköz a molekulák építésére.”

A kutatóintézetek mellett számos iparág támaszkodik arra, hogy a vegyészek képesek-e rugalmas és tartós anyagokat képző molekulákat építeni – ennek az energiát tároló akkumulátorok, vagy a betegségek előrehaladását gátló gyógyszerek fejlesztésében is óriási szerepe van. Ehhez olyan katalizátorokra van szükség, amelyek szabályozzák és felgyorsítják a kémiai reakciókat, anélkül, hogy a végső termék részévé válnának – az autók katalizátorai például a kipufogógázban található mérgező anyagokat alakítják át ártalmatlan molekulákká.

Az emberi test katalizátorok ezreit tartalmazza enzimek formájában, amelyek gyorsítják a szervezetben lejátszódó kémiai reakciók sebességét, így részt vesznek például a zsírok, fehérjék vagy szénhidrátok lebontásában, vagyis az emésztésben, míg a bőrfelszínen és a testnyílásoknál található enzimek a támadó kórokozókat igyekeznek elpusztítani.

Fotó: JONATHAN NACKSTRAND/AFP

A katalizátorok tehát alapvető eszközök a vegyészek számára, de a kutatók sokáig azt gondolták, hogy csak kétféle katalizátor létezik: a fémek és az enzimek. List és MacMillan azonban 2000-ben egymástól függetlenül bizonyították, hogy a katalízisnek egy harmadik formája is elérhető – az apró, szerves molekulákra építő módszert aszimmetrikus organokatalízisnek nevezték el.

A szerves katalizátorok a szénatomok stabil szerkezetével rendelkeznek, amihez az aktívabb kémiai csoportok kötődhetnek. Ez olyan általános elemeket is jelenthet, mint az oxigén, a nitrogén, a kén vagy a foszfor, vagyis az ilyen típusú katalizátorok nemcsak környezetbarátak, de az előállításuk is olcsó. „A katalízis e módszere olyan egyszerű, amilyen zseniális, és sokan tűnődnek azon, hogy miért nem gondoltunk rá korábban” – idézi a Nobel-közlemény a kémiai bizottság elnökét, Johan Åqvistet.

Az organokatalízis hatalmas fejlődésen ment keresztül az elmúlt 21 évben, de Benjamin List és David MacMillan a mai napig vezető kutatói a területnek. Az évek során bizonyították, hogy a szerves katalizátorok számtalan kémiai reakció előidézésére felhasználatók, és ezek segítségével a kutatók ma már sokkal hatékonyabban alkothatnak új gyógyszereket, vagy éppen a fény elnyelésére képes molekulákat, amiket a napelemek gyártásánál használhatnak fel.

Karikó Katalin Nobel-díjára még várni kell

A kémiai kategória győzteseinek bejelentésével az is kiderült, hogy a koronavírus-járvány kezelésében óriási jelentőségű mRNS-alapú vakcinák technológiáját szabadalmaztató Karikó Katalin és kutatótársa, Drew Weissman idén már biztosan nem kap Nobel-díjat – őket az orvosi és a kémiai díjra is sokan esélyesnek tartották.

Karikó KatalinFotó: Cseke Csilla/MTI/MTVA

Ez persze abból a szempontból nem meglepő, hogy a Nobel-díjakat általában évekkel vagy évtizedekkel korábbi kutatásokért osztják ki, de Karikóék eredményeit, amelyek lehetővé tették a tudományos léptékben villámgyors, jelentős globális hatással bíró vakcinafejlesztést, sokan érdemesnek tartották arra, hogy a hagyományoktól eltérően azonnal Nobel-díjjal jutalmazzák.

A 2021-es Nobel-díjak kihirdetése csütörtökön az irodalmi kategóriával folytatódik, pénteken a békedíjat ítélik oda, míg jövő hétfőn a közgazdasági Nobel-emlékdíj kihirdetésével ér véget a szezon.

Az elismerés 10 millió svéd koronás (körülbelül 352 millió forintos) pénzjutalommal jár, a díjakat hagyományosan Alfred Nobel halálának évfordulóján, december 10-én adják át.

Kapcsolódó cikkek a Qubiten: