Az élő szervezetek molekulái – mint például a fehérjéket felépítő aminosavak – döntő többségükben úgynevezett kiralitást mutatnak, azaz két olyan formában létezhetnek, amelyek egymás tükörképei, akárcsak a bal és a jobb kéz. Bár szerkezetileg szinte azonosak, az élő természet kizárólag az egyik enantiomert használja fel, ezt a jelenséget pedig homokiralitásnak nevezik.

A szintetikus kémia évtizedekig azzal a kihívással küzdött, hogy a laboratóriumi reakciók során mindig a két tükörkép egyenlő arányú keveréke jött létre. A gyógyszerfejlesztésben viszont ez a kérdés élet-halál ura lehet, hiszen míg az egyik molekuláris tükörkép a kívánt terápiás hatást váltja ki a szervezet receptoraival kölcsönhatásba lépve, addig a másik hatástalan lehet, vagy akár súlyos toxicitást és nem kívánt mellékhatásokat okozhat. A most kitüntetett tudósok felfedezései elengedhetetlennek bizonyultak ahhoz, hogy a vegyészek olyan célzott reakciókat tervezzenek, amelyek szinte kizárólag a kívánt enantiomert hozzák létre.

A folyamat első meghatározó lépését Henri B. Kagan, a Université Paris-Sud professzor emeritusa tette meg 1986-ban, amikor felfedezte az aszimmetrikus katalízis során fellépő nemlineáris hatásokat. Ez a mechanizmus lehetővé tette, hogy a kémiai reakciókban a vártnál lényegesen nagyobb arányban keletkezzen az egyik tükörkép, ami teljesen új dimenziókat nyitott a szerves szintézisben.

Munkásságát Kenso Soai, a Tokyo University of Science professzor emeritusa vitte tovább. Soai 1995-ben írta le az első olyan reakciót, amely képes volt a homokiralitásra, majd 2003-ban mutatta be a róla elnevezett Soai-reakciót. Ez az autokatalitikus folyamat arra képes, hogy a keletkező reakciótermék saját maga képződését katalizálja, így a legkisebb kezdeti aszimmetriát felerősítve kizárólag az egyik lehetséges tükörkép jön létre. Az élő szervezetek molekuláris folyamatain kívül korábban senkinek sem sikerült ilyen reakciót előállítania.

A díjazottak munkássága nemcsak egy több mint százéves kémiai és evolúciós rejtélyre adott választ az élet eredetével kapcsolatban, hanem a modern gyógyszerek pontos és biztonságos gyártásának elméleti és gyakorlati alapjait is megteremtette. A 12 millió svéd koronás díjösszeget a két tudós egyenlő arányban kapja meg.

Lente Gábor: Az idei kémiai Nobel-díjasok felfedezése közelebb vitt az élet eredetének megfejtéséhez

A 2026-os kémiai Nobel-díjjal kitüntetett Henri B. Kagan és Szoai Kenszo felfedezései alapjaiban változtatták meg az élet földi eredetének kutatását és a modern gyógyszergyártást - mondta az MTI-nek Lente Gábor, a Pécsi Tudományegyetem (PTE) professzora, aki személyesen is többször találkozott a friss Nobel-díjas japán tudóssal.

Lente Gábor kifejtette: a kémia egyik ismert alapjelensége a kiralitás, ami azt jelenti, hogy bizonyos molekulák nem azonosak a saját tükörképükkel - hasonlóan az emberi jobb és bal kézhez.

Bár energetikailag nincs különbség a két tükörképi pár között, a földi élet megjelenése óta a természet szinte kizárólag csak az egyik változatot használja. Ezt a totális dominanciát nevezik homokiralitásnak, amely az aminosavaknál, a cukroknál és a DNS szerkezeténél is megfigyelhető.

A laboratóriumi alapreakciók során mindig fele-fele arányú elegy keletkezik a két tükörképből.

Évtizedekig rejtély volt, hogyan alakulhatott ki az élettelen, kezdetben szimmetrikus őslevesből egy ilyen aszimmetrikus biológiai világ - magyarázta.

Ezt a biológia előtti, úgynevezett prebiotikus evolúciós lépést magyarázzák Szoai Kenszo aszimmetrikus autokatalízis-kísérletei.

A japán tudós bizonyította be először, hogy egy elhanyagolhatóan kicsi kezdeti aszimmetria az önsokszorosító mechanizmus révén képes felerősödni, míg végül kizárólag az egyik molekulaforma marad jelen.

A PTE professzora elmondta, hogy a kiralitás jelenségét már Louis Pasteur felfedezte közel kétszáz éve, és a szerves vegyészettel foglalkozók azóta keresték a módszereket a tiszta molekulaformák előállítására.

Henri B. Kagan munkássága előtt azonban axiómaként kezelték, hogy a tiszta végtermékhez eleve teljesen tiszta kiindulási anyagra (királis katalizátorra) van szükség. Kagan bebizonyította, hogy a természetben működik egy olyan nemlineáris, "öntisztító" mechanizmus, amely képes kompenzálni a tökéletlen kiindulási anyagokat.

Ez a "királis erősítés" rendkívüli gyakorlati jelentőséggel bír a gyógyszeriparban. A gyógyszermolekulák nagy része királis, és a két tükörképi párnak teljesen eltérő, akár káros hatása is lehet az emberi szervezetre.

Kagan és Szoai módszerei lehetővé teszik, hogy a vegyészek célzottan, biztonságosan és lényegesen olcsóbban kizárólag a gyógyhatású molekulaformát állítsák elő.

Lente Gábor kutatási területe szorosan kapcsolódik a Nobel-díjasok eredményeihez, azon belül is a királis reakciók modellezésével foglalkozik.

Mint felidézte, Szoai professzor egyik kísérlete kezdetben olyannyira furcsának tűnt, hogy sokan a létezésében is kételkedtek: királis anyag hozzáadása nélkül is tiszta végtermék keletkezett, ám kísérletről kísérletre véletlenszerűen változott, hogy a két tükörkép közül melyik jött létre.

Ennek a sztochasztikus jelenségnek az elméleti értelmezéséhez járultak hozzá a pécsi professzor kutatásai is.

Lente Gábor hozzátette, hogy Szoai Kenszo - aki a Pannon Egyetem díszdoktora is - többször járt Magyarországon tudományos konferenciákon.

"Közvetlen, rendkívül barátságos ember, akinek a konferenciákon mindenkihez, a fiatal kutatókhoz is volt egy jó szava, élénken érdeklődött a kollégák munkája iránt, és nagyra értékelte a nemzetközi szakmai közösség hozzájárulását a saját kutatásaihoz" - fogalmazott a pécsi egyetemi tanár.

Borítókép: © Johan Jarnestad/The Royal Swedish Academy of Sciences (forrás: nobelprize.org)