Mis tõi tänavuse Nobeli preemia keemias?

Nobeli preemia keemias pälvisid 2022. aastal Carolyn R. Bertozzi (Stanford University, CA, USA), Morten Meldal (University of Copenhagen, Denmark) ja K. Barry Sharpless (Scripps Research, La Jolla, CA, USA) click-keemia ja bioortogonaalse keemia väljatöötamise eest.

Barry Sharpless pälvis sellega nüüd juba oma teise Nobeli preemia ning tema oli see, kes sajandivahetuse paiku mõtles välja click-keemia kontseptsiooni. Koos Morten Meldaliga tõi Barry Sharpless keemia funktsionalismi ajastusse ning Carolyn Bertozzi viis click-keemia järgmisele tasandile rakendades seda bioloogilistes süsteemides.

Click-reaktsioon võimaldab keemikutel sünteesida uusi molekule nagu tavainimene ehitaks IKEA mööblit – analoogis oleksid vajaminevad lauatükid molekulide fragmendid ning lihtsasti kasutatavad tööriistad oleksid reaktsioonid. Erinevalt IKEA mööblist aga on click-keemia kontseptsiooni juures just kõige olulisemal kohal kasutatavad tööriistad ehk reaktsioonid. Need reaktsioonid peaksid põhimõtteliselt laskma meil „klikkida“ kokku erinevaid funktsionaalseid molekulide fragmente sama lihtsalt kui legotükke. Reaktsioonide suur kiirus, kõrge saagis ja selektiivsus võimaldavad kiiresti luua uusi aineid ning viia tootmise imelihtsasti suurele skaalale. Laureaadid on teinud võimalikuks sünteesida väga keerulisi struktuure kasutades lihtsaid meetodeid, mis on vägagi muljetavaldav saavutus.

Click-keemia väljatöötamine viis veel ühe tähtsa uurimissuuna välja arendamiseni, milleks on bioortogonaalne keemia. Bioortogonaalsed reaktsioonid toimuvad funktsionaalrühmade vahel, mis on nii selektiivsed üksteise suhtes, et neid saab ühendada omavahel isegi rikkalikult funktsionaliseeritud bioloogilises keskkonnas, ilma et ümbritsevad bioloogilised protsessid oleksid mõjutatud toimuvast reaktsioonist (või mõjutaksid ise reaktsiooni). Carolyn Bertozzi kasutas click-keemiat rakkude kaardistamiseks ning tema bioortogonaalsed reaktsioonid võimaldavad tänapäeval teostada suunatud (ingl. k. targeted) vähiravi, selle asemel, et püüda vähki ravida ilma märklauata.

Nobeliga premeeritud avastus – click-reaktsioonid ja bioortogonaalne keemia – avab inimkonnale mitmeid teid, võimaldades arendada välja uusi ravimeid, ravimikandjaid, polümeere ja teisi materjale, kaardistada erinevaid biostruktuure ning palju muud. Selline kontseptuaalne lähenemine, mis ühendab erinevaid valdkondi ja näitab, kui lähedased ning seotud need on, omab väga suurt tähtsust teaduse metodoloogias ja võimaldab töötada välja arvukalt unikaalseid praktilisi rakendusi.

Artikli autorid: Marta-Lisette Pikma ja Uno Mäeorg

Kirjutamisel kasutati järgmiseid allikaid:
https://www.nobelprize.org/uploads/2022/10/advanced-chemistryprize2022.pdf  https://www.nobelprize.org/prizes/chemistry/2022/popular-information 
https://www.nobelprize.org/prizes/chemistry/2022/press-release