Нобелевскую премию по химии дали за гомохиральность: что это такое
Нобелевскую премию по химии присудили ученым, разгадавшим химическую загадку
В среду, 7 октября, в Стокгольме представители Королевской шведской академии наук присудили Нобелевскую премию по химии за 2026 год двум ученым – Генри Б. Кагану и Кенсо Соаи – «за открытие нелинейных эффектов и автокатализа в асимметричном органическом синтезе». Эти лауреаты предложили решение химической загадки, которой более ста лет.
Награда, как говорится, нашла героя. В 2001 году возникли разногласия, когда Кагану не дали Нобелевскую премию, которую разделили Барри Шарплесс из Исследовательского института Скриппса в Ла-Хойе, Редзи Нойори из Университета Нагои и Уильям Ноулз, ранее работавший в компании Monsanto в Сент-Луисе, за работу по каталитическому асимметричному синтезу. Считалось, что, поскольку Каган был одним из первопроходцев в этой области, он тоже должен был быть удостоен этой чести. Однако поскольку премия может быть вручена максимум трем людям, его оставили в стороне.
Некоторые молекулы, такие как аминокислоты, существуют в двух вариантах, которые являются зеркальным отражением друг друга. Однако живые организмы содержат только одно из этих зеркальных отражений. Как могла возникнуть химическая асимметрия, подобная этой, долгое время оставалось загадкой для химиков. Генри Б. Каган и Кенсо Соаи удостоены Нобелевской премии по химии 2026 года как раз за открытие решения этой загадки.
Химический состав жизни химики называют гомохиральным, в честь греческих слов, означающих “тот же” и “рука”. Как и в случае с руками, все аминокислоты существуют в двух зеркальных вариантах, но только одна из них содержится в белках ваших клеток. Другая редко встречается в природе. Долгое время химики задавались вопросом, как может возникнуть гомохиральность. Когда они начали экспериментировать с химическими реакциями, в результате которых могут образоваться две зеркально отраженные молекулы, они всегда получали равные пропорции обеих в своих пробирках. Однако химики стремились создать только одно из этих зеркальных отражений, потому что при разработке молекул, которые будут взаимодействовать с живыми существами, например, в фармацевтике, только одно зеркальное изображение будет иметь желаемый эффект.
Так вот, Нобелевская премия по химии 2026 года присуждается за открытия, которые позволили химикам создать химические реакции, которые приводят к гомохиральности. “Генри Каган и Кенсо Соаи нашли решение химической загадки, которой уже более ста лет: как гомохиральность может возникать спонтанно. Разработанные ими химические реакции впечатляют”, — говорит Хайнер Линке, председатель Нобелевского комитета по химии.
Генри Каган сделал первый решающий шаг в 1986 году, когда открыл новый способ управления химическими реакциями. Это позволило ему создать больший избыток одного из зеркальных отражений, чем считалось возможным ранее.
Кенсо Соаи сделал следующий шаг. В 1995 году была опубликована важная публикация, в которой рассказывалось о том, как он разработал первую в истории химическую реакцию, которая потенциально могла быть гомохиральной. В 2003 году он наконец добился успеха. Он продемонстрировал реакцию, в результате которой сформировалось только одно из двух возможных зеркальных отражений. Кроме самой жизни, никому ранее не удавалось добиться такого успеха.
Благодаря Генри Кагану и Кенсо Соаи мы теперь знаем, как может проявляться гомохиральность. Их открытия сыграли решающую роль для химиков, разрабатывающих реакции для производства фармацевтических препаратов.
В ожидании оглашения решения Королевской Шведской академии наук многочисленные эксперты, как это давно водится, пытались спрогнозировать, кто же может стать в этом году лауреатом премии по химии.
Одной из упомянутых областей является изучение GLP-1, гормона, который играет важную роль в регулировании чувства голода и используется в препаратах для похудения, таких как Wegovy, Ozempic и Mounjaro. 3 среди часто упоминаемых ученых — канадский эндокринолог Дэниел Друкер, датский врач Йенс Юл Холст и южноамериканский биохимик Светлана Мойсова.
Компания Clarivate, занимающаяся анализом научных данных, ранее прогнозировала, что GLP-1 станет кандидатом на Нобелевскую премию по физиологии и медицине 2026 года, но в этом году награда досталась нейробиологам. По словам Дэвида Пендлбери, руководителя аналитического отдела Clarivate, работа над GLP-1 могла бы быть удостоена и Нобелевской премии по химии.
Еще одно известное имя — американский химик Дэвид Лью, разработавший технологии точного редактирования генов, позволяющие напрямую изменять последовательность ДНК в живых клетках.
Британские химики Шанкар Баласубраманьян и Дэвид Кленерман также названы достойными премии за их вклад в технологию секвенирования ДНК нового поколения.
В области исследований сна ученые Эммануэль Миньо, Масаси Янагисава и Луис де Лесеа упоминались благодаря своей работе над орексином, нейромедиатором, который помогает поддерживать бдительность.
В список Clarivate также включены исследования по самосборке однослойных пленок, движению электронов в белках и технологии солнечных панелей. Упоминались такие ученые, как Дэвид Аллара, Ральф Нуццо, Джейкоб Сагив и Майкл Гратцель.
Среди других достойных кандидатов значились Жан-Мари Тараскон за вклад в разработку аккумуляторных технологий, Чи-Хьюи Вонг за синтез сложных углеводов и гликопротеинов и Роберт Лангер за исследования в области систем распределения лекарств и тканевой инженерии.
Но, напомним, что все это прогнозы и имена, упоминаемые учеными и средствами массовой информации, а не официальный список кандидатов на Нобелевскую премию.
Напомним, что в прошлом году «Нобеля» присудили Сусуму Китагаве, Ричарду Робсону и Омару Яги “за разработку металлоорганических каркасов”. Эти лауреаты создали молекулярные конструкции с большими пространствами, через которые могут проходить газы и другие химические вещества. Такие конструкции могут использоваться для сбора воды из воздуха пустыни, улавливания углекислого газа, хранения токсичных газов или катализа химических реакций, пояснялось на сайте Нобелевской премии.
Самым первым в истории лауреатом премии по химии стал голландец Якоб Хендрик Вант-Гофф. С тех пор, с 1901-го по 2025 год, Нобелевская награда по химии присуждалась 117 раз – и ее за этот период получили 200 лауреатов (правда, среди них есть двое награжденных дважды). Примерно в половине (63 раза) случаев Нобелевскую премию по химии вручали одному-единственному лауреату, и примерно одинаковое количество раз награду присуждали двоим (25 раз) и троим (29 раз) ученым.
Первым дважды получил Нобелевскую награду по химии Фредерик Сангер – в 1958 и 1980 годах. А американский химик и активист Линус Паулинг получил в 1954 году награду по химии, а через восемь лет – и премию мира, также Мари Кюри помимо «химического Нобеля» получила вдобавок и соответствующую награду по физике.
Средний возраст нобелевских лауреатов премии по химии по-прежнему составляет 58 лет. Самым молодым награжденным стал 35-летний Фредерик Жолио, получивший в 1935 году вместе со своей женой Ирен Жолио-Кюри премию. А самым пожилым лауреатом с 2019 года остается 97-летний американский ученый Джон Гуденаф.
Как и в случае с наградой по физике, премия по химии преимущественно является мужской наградой. Женщины среди удостоенных премии химиков представлены Мари Кюри, ее дочерью Ирен Жолио-Кюри, Дороти Кроуфут Ходжкин, Ада Йонат и награжденной в 2018 году Фрэнсис Арнольд. А в 2020 году обладательницами «химического Нобеля» стали две женщины – французская исследовательница в области микробиологии, генетики и биохимии Эммануэль Шарпантье и американская ученая-биохимик Дженнифер Дудна – за развитие метода редактирования генома. Но позже «женского полку» среди химиков-«нобелевцев» прибыло, когда премию получила Каролин Бертоцци.
