Молекулы лишили зеркального отражения

Нобелевскую премию по химии в 2026 году присудили за открытие «нелинейных эффектов и автокатализа в асимметричном органическом синтезе». Награду разделят исследователи Анри Каган из Университета Париж-Юг и Кэнсо Соай из Токийского научного университета. В конце прошлого века они предложили способы проведения химических реакций, во время которых образуется лишь один из двух возможных вариантов молекул. Эти идеи стали определяющими для производства новых лекарств.

Выйти из полноэкранного режима

Развернуть на весь экран

В среду, 7 октября, Нобелевскую премию по химии присудили французскому исследователю Анри Кагану и японскому ученому Кэнсо Соаю за открытие «нелинейных эффектов и автокатализа в асимметричном органическом синтезе». Они позволили химикам проводить «реакции, целенаправленно ведущие к гомохиральности». Для понимания сути открытия необходимо знать, что все аминокислоты существуют в виде двух зеркальных вариантов, но в подавляющем большинстве живых организмов присутствует только один из них. Эта особенность и называется гомохиральностью (от греческих слов «одинаковый» и «рука»). Проблема состояла в том, что при экспериментах с химическими реакциями ученые всегда получали в пробирках оба зеркальных варианта в равных пропорциях. Это создавало проблемы при разработке молекул, взаимодействующих с живыми организмами (например, в фармацевтике), поскольку желаемый эффект оказывает только один из двух вариантов. Открытия нобелиатов позволили ученым проводить химические реакции, целенаправленно ведущие к гомохиральности.

«Анри Каган и Кэнсо Соай предложили решение химической загадки, которой уже более ста лет: как гомохиральность может возникать спонтанно? Разработанные ими химические реакции просто поразительны»,— отметил глава Нобелевского комитета по химии Хайнер Линке.

Анри Каган в 1986 году описал новый способ управления химическими реакциями, при помощи которого можно было создавать переизбыток одного из зеркальных отражений. Научное сообщество активно подхватило эти наработки. Но, поскольку при создании лекарств требовалось абсолютное доминирование одной формы, нужен был принципиально новый подход. Им стала реакция с потенциалом гомохиральности, которую в 1995 году описал Кэнсо Соай. В 2003 году ему удалось провести эксперимент, в результате которого получились молекулы только одного из двух возможных вариантов, чего ранее не удавалось сделать никому, кроме самой природы.

Суть открытий лауреатов заключается в расшифровке механизмов, позволяющих химической системе лавинообразно наращивать присутствие только одной из зеркальных форм молекулы, говорит завлабораторией физики магнитных гетероструктур и спинтроники МФТИ Александр Чернов: «Это не только дает ключ к пониманию того, как зародилась биологическая асимметрия, но и обеспечивает базу для создания высокоселективных фармацевтических препаратов, где ошибочная зеркальность молекулы может превратить лекарство в токсин».

Нобелевскую премию по химии уже в шестой раз присуждают за исследования в области катализа химических реакций, отмечает доцент НОЦ инфохимии Университета ИТМО Антон Муравьев. «Работы Кагана и Соаи продолжают направление исследований асимметричного катализа, за которое премию уже присуждали в 1975 и 2021 годах,— рассказывает ученый.— Их работы важны, потому что помогают ответить на один из фундаментальных вопросов химии: почему живые организмы используют определенные пространственные формы молекул? Также эти исследования развивают способы получения органических молекул с заданной пространственной структурой, которые часто используются как действующие вещества лекарств». В России, по его словам, также работают в области асимметричного органического синтеза. Например, этим занимается группа Института элементоорганических соединений имени Несмеянова РАН и группа Института органической химии имени Зелинского РАН.

Полина Ячменникова