Нобелевской премией по химии в 2022 году награждены создатели инструментов, позволяющих получать «заданные молекулы при любых условиях»,— разработчики «клик-химии». Награду в размере $1,1 млн разделят американские химики Кэролайн Бертоцци и Барри Шарплесс, а также их датский коллега Мортен Мельдаль. В Нобелевском комитете пояснили, что открытие ученых позволяет «быстро и эффективно» соединять «молекулярные строительные блоки», что актуально, например, в фармацевтике. В группу исследователей Барри Шарплесса входил российский ученый Валерий Фокин, которого эксперты Thompson Reuters ранее прочили на премию, но лауреатом он не стал. Тогда как господин Шарплесс получил премию во второй раз.
Фото: Reuters
Фото: Noah Berger / AP
Фото: Georgia Institute of Technology / AP
«"Щелчок" — и молекулы соединяются вместе», объясняется на сайте Нобелевского комитета суть открытий, разработчики которых удостоены престижной премии. В коммюнике комитета рассказывается, что ученые-химики давно пытаются создавать сложные искусственные молекулы, в том числе с лечебными свойствами. «Это привело к появлению восхитительных молекулярных конструкций, но они, как правило, требуют много времени для создания и дороги в производстве»,— сетуют в Нобелевском комитете. Премия 2022 года фактически присуждена за попытки упростить эти сложные процессы. «Функциональные молекулы можно построить даже прямым путем»,— пояснил глава Нобелевского комитета по химии Йохан Оквист.
81-летний Барри Шарплесс (полное имя Карл Барри Шарплесс) из калифорнийской компании Scripps Research в 2000 году придумал с этой целью концепцию «клик-химии».
«Это форма простой и надежной химии, где реакции протекают быстро и исключаются нежелательные побочные продукты»,— поясняется в коммюнике Нобелевского комитета.
В 2002 году господин Шарплесс и 68-летний профессор химии Копенгагенского университета Мортен Мельдаль независимо друг от друга открыли реакцию, названную в пресс-релизе комитета «жемчужиной клик-химии»,— катализ меди в реакции азид-алкинового циклоприсоединения. Эта «элегантная и эффективная химическая реакция» широко используется при разработке лекарств и при изучении ДНК, добавили в Нобелевском комитете.
Примечательно, что группа датского ученого открыла реакцию первой (проведя исследования на пептидах в органических растворителях), но поначалу не нашла ее перспективной. Тогда как группа Барри Шарплесса вывела, что новая реакция позволяет достичь «беспрецедентного уровня селективности, надежности и применимости».
Если Барри Шарплесс и Мортен Мельдаль заложили основу «клик-химии» (когда «молекулярные строительные блоки быстро и эффективно соединяются друг с другом»), то американка Кэролайн Бертоцци вывела этот процесс на новый уровень.
55-летняя профессор Стэнфордского университета госпожа Бертоцци изучала «неуловимые биомолекулы на поверхности клеток» и разработала «реакции щелчков, которые работают внутри живых организмов», говорится в коммюнике премии. Речь идет о так называемых биоортогональных реакциях, которые используются для изучения клеток: с их помощью, в частности, фармацевтам удалось улучшить нацеливание лекарств на раковые клетки. «Клик-химия и биоортогональные реакции перенесли химию в эпоху функционализма», принеся «наибольшую пользу человечеству», подчеркнули в Нобелевском комитете.
Примечательно, что в группу исследователей Барри Шарплесса входил российский химик Валерий Фокин. Именно он открыл реакцию катализируемого медью азид-алкинового циклоприсоединения в воде в присутствии аскорбиновой кислоты.
В 2013 году эксперты Thompson Reuters даже называли господина Фокина наряду с Барри Шарплессом кандидатами на получение Нобелевской премии.
Однако господин Фокин в число лауреатов не вошел, тогда как господин Шарплесс получил ее второй раз. В 2001 году американский ученый был награжден с двумя коллегами за создание «хиральных катализаторов окислительно-восстановительных реакций» (исследования используются в фармацевтике).
Заведующий лабораторией Института элементоорганических соединений РАН Дмитрий Перекалин назвал присуждение Нобелевской премии лауреатам «закономерным и ожидаемым», но подчеркнул, что решающий вклад в развитие «клик-химии» внес Валерий Фокин. «Возможно, в процесс выбора кандидатов на премию вмешалась внешнеполитическая ситуация»,— предположил господин Перекалин в беседе с ТАСС. Впрочем, в 2015 году Валерий Фокин уехал в США и сейчас занимает должность профессора химии в университете Южной Калифорнии. По словам господина Перекалина, подходы «клик-химии» сейчас активно используются для прикрепления флуоресцирующих меток к молекулам в живых клетках, а наработки Валерия Фокина применяются при производстве и модификации полимеров.
Вручение Нобелевской премии пройдет 10 декабря в Стокгольме: лауреаты разделят 10 млн шведских крон (около $1,1 млн). Первая Нобелевская премия по химии была присуждена в 1901 году. Ее получил голландец Якоб Хендрик Вант-Гофф за открытие законов химической динамики и осмотического давления в растворах. Среди советских и российских лауреатов награду по химии в 1956 году получил лишь Николай Семенов (за разработку теории цепных реакций). В 2021 году награду в этой области получили немецкий и американский ученые Бенджамин Лист и Дэвид Макмиллан за разработку процесса асимметрического органокатализа.