Шведська королівська академія наук присудила Нобелівську премію з хімії у 2022 році Керолін Бертоці (Carolyn R. Bertozzi), Мортену Мелдалу (Morten Meldal) та Баррі Шарплесу (Barry Sharpless) за розвиток клік-хімії та біоортогональної хімії. Лауреатів оголосили під час онлайн-трансляції на сайті Нобелівської премії.
У сучасних дослідженнях, особливо, пов'язаних із розробленням ліків, часто виникає потреба у використанні вкрай складних, великих молекул. Їхнє створення зазвичай вимагає багато часу та є дуже дорогим. Утім, методи, які розробили цьогорічні нобелівські лауреати, суттєво спрощують та здешевлюють процес.
Перший крок зробив Баррі Шарплес, який уже вдруге став нобелівським лауреатом у хімії, коли 2001 року заклав основу клік-хімії. Це сукупність хімічних методів, які дозволяють синтезувати бажані складні молекули шляхом з'єднання між собою менших елементів. Процес імітує природний синтез молекул і є не лише швидким, а й максимально позбавлений утворення небажаних побічних продуктів, які при інших підходах утворюються на кожному етапі синтезу й мають бути вилучені, що зменшує кількість вихідної речовини.
Невдовзі після цього Шарплес та Мортен Мелдал незалежно відкрили (1, 2) реакцію, яка стала ключовою у клік-хімії — опосередковане міддю азид-алкінове циклоприєднання. Коли його використовують для з'єднання двох молекул в одну більшу, до однієї приєднують азид, до іншої — алкін, а тоді за допомогою іонів міді скріплюють дві частини разом. Це дало можливість не лише швидко синтезувати потенційні фармацевтичні препарати, а й утворювати нові матеріали з бажаними властивостями.
Завдяки Керолін Бертоці клік-хімія знайшла нове застосування в біохімії. Прагнучи простежити за активністю гліканів — вуглеводів на поверхні клітин, які відіграють важливу роль у клітинних взаємодіях та імунних процесах — вчена винайшла біоортогональні клік-реакції, що їх можна проводити всередині живих організмів без порушення природних хімічних процесів їхніх клітин. Це вдалося, коли вона з'ясувала, що азиди й алкіни можуть швидко зв'язуватися й без токсичної для клітин міді, якщо алкіну надати кільцеву структуру. Ця деформація створює так багато енергії, що вона сприяє легкому проходженню реакції й без каталізатора.
Такі реакції відтоді використали для відстеження дії різноманітних біомолекул у клітинах, зокрема при патологічних процесах. Наприклад, так з'явилося краще розуміння, як ракові клітини захищаються від імунної відповіді, і якими препаратами можна цей захист усунути.
Це вже 114 за рахунком Нобелівська премія з хімії, присуджена з 1901 року. Минулого року лауреатами стали Беньямін Ліст та Девід Макміллан за розвиток асиметричного органокаталізу. А у 2020 році премію з хімії отримали Еммануель Шарпентьє та Дженніфер Дудна за розвиток методу редагування геному.
Хто має право обирати лауреатів і як це відбувається, читайте у нашому розборі «Нобелівська премія — це «Оскар» світу науки?».