Przyszedł czas na wręczenie wyróżnienia Nagrody Nobla 2022 w dziedzinie chemii. Chemia znajduje się w centrum nauk przyrodniczych, stojąc na pograniczu fizyki tworzącej teoretyczne podstawy, oraz biologii tworzącej organizmy żywe. Nie dziwi zatem fakt, że rozkwitła najbardziej na początku XX wieku co jest ściśle powiązane z fundamentalnymi zmianami w dziedzinie fizyki. Wtedy to w 1897 roku Sir Joseph John Thomson ogłosił swoje odkrycie elektronu za co 9 lat później otrzymał Nagrodę Nobla. Jego osiągnięcie dobitnie pokazało, że atom nie jest niepodzielną cząstką i dało to w konsekwencji solidne podwaliny dla chemii.1
Polska miała również duży wkład w rozwój tej dziedziny. Każdy bowiem słyszał o odkryciu, przez Marię Skłodowską-Curie i jej męża Piotra Curie (Fot. 1), dwóch pierwiastków promieniotwórczych: Polonu i Radu. 18 lipca 1898 roku cały świat obiegła informacja o ich sukcesie, a w 1911 roku otrzymała za to Nagrodę Nobla.2
Bardzo blisko zdobycia tego szczególnego wyróżnienia był także polski fizykochemik Kazimierz Fajans (Fot. 2) za odkrycie w 1912 prawa przesunięć promieniotwórczych. Wynalazł on bowiem metodę na ustalanie w prosty sposób położenia wszystkich znanych pierwiastków na tablicy Mendelejewa. W tym czasie na ten sam pomysł wpadł fizyk Frederick Soddy, w związku z tym prawo które to opisuje nazwano regułą Soddy’ego-Fajansa. Co ciekawe, nasz rodak będąc pewnym otrzymania Nagrody Nobla w 1924 roku nie otrzymał jej za karę, gdyż dobrze poinformowany w temacie nagrody szwedzki dziennik „Svenska Dagbladet” poprosił polskiego odkrywcę o przesłanie swojego zdjęcia do artykułu o werdykcie przed ogłoszeniem wyników. Skutkiem tego było zdecydowanie przez Komitet Noblowski by tego roku nie przyznać wyróżnienia Fajansowi, ani żadnemu innemu uczonemu.4
Wojciech Świętosławski (Fot. 3) to również jeden z polskich naukowców, który nie otrzymał Nagrody Nobla, choć był wielokrotnie do niej nominowany (w latach: 1936, 1950, 1957, 1958, 1960 i 1962). Przez wiele lat polscy chemicy usiłowali doprowadzić do zdobycia przez niego wyróżnienia za prace z dziedziny kalorymetrii6, czyli badaniu technik pomiaru ciepła powstającego w wyniku różnych procesów i reakcji chemicznych.7 Jego dorobek to ponad 500 publikacji naukowych, 2 patenty i 11 monografii.8
W tym roku na podstawie wskaźników cytowań publikacji Clarivate Analytics największym pretendentem do zdobycia Nagrody Nobla 2022 była profesor inżynierii chemicznej Zhenan Bao ze Stanów Zjednoczonych za „opracowanie nowych biomimetycznych zastosowań organicznych i polimerowych materiałów elektronicznych, w tym elastycznej elektronicznej skóry”. Na drugim miejscu uplasowali się profesor Biologii Molekularnej Bonnie L. Bassler oraz profesor mikrobiologii E. Peter Greenberg z „badaniami nad regulacją ekspresji genów u bakterii poprzez quorum sensing, system komunikacji chemicznej.” Trzecim najbardziej prawdopodobnym zwycięzcą był Daniel G. Nocera za „podstawowy eksperymentalny i teoretyczny wkład w sprzężony z protonami transfer elektronów (PCET) i jego zastosowanie w naukach o energetyce i biologii.”9
Ostatecznie Nagrodę Nobla 2022 przyznano trzem laureatom: amerykańskiej chemiczce Carolyn R. Bertozzi, duńskiemu chemikowi Mortenowi Meldalowi oraz amerykańskiemu chemikowi K. Barry Sharpless za „rozwój chemii „klik” i chemii bioortogonalnej”.
Chemia ‘Klik” została po raz pierwszy wyartykułowana przez pana Barrego Sharplessa w 2001 roku i polega na łączeniu wybranych substratów z określonymi biocząsteczkami. Natomiast chemia bioortogonalna jest zestawem reakcji, które mogą zachodzić w środowiskach biologicznych bez wpływu na biomolekuły lub ingerencji w procesy biochemiczne.10 Od wielu lat obie dziedziny chemii były przedmiotem znacznych wysiłków badawczych. Te wysokowydajne reakcje chemiczne opracowano w celu spełnienia wymagań, których nie da się często zapewnić przez powszechnie stosowane w środowisku reakcje chemiczne. Są nimi: selektywność, szybka reaktywność oraz biokompatybilność.11
Ich praca ma niesamowity potencjał do zastosowań w zdrowiu i medycynie człowieka, a możliwości są niezwykle ekscytujące. - powiedział podczas ogłaszania wyników profesor Gilla Reida, prezes Królewskiego Towarzystwa Chemicznego.
Praca Carolyn Bertozzi rozwijająca reakcje, które można przeprowadzać w żywych organizmach bez szkodzenia im, otwożyła zupełnie nowy świat zrozumienia biochemii - zwłaszcza cukrów, które są przyłączane do białek. Dzięki temu można określać ich funkcje - przed wynalezieniem tych narzędzi w zasadzie nie było innego możliwego sposobu by to robić.12
W porównaniu do sił natury wytwarzających cząsteczki węgiel-węgiel działające na poziomie subatomowym, nasze wysiłki w procesie ich wytwarzania do tej pory były marne, gdyż nie zawsze wszystko wychodziło zgodnie z planem. Bez względu na to, jak sprytny jest ludzki mózg kryjący się za dłońmi, procesy te pozostają absurdalnie poza skalą dla zamierzonych manipulacjim, gdyż w naturze często dzieje się to poprzez ogólną reakcję zwaną kondensacją aldolową. Większość reakcji syntetycznych naśladujących ten naturalny mechanizm daje bardzo skromną siłę napędową otrzymujac niskie wydajności. Próby wytworzenia tych cząsteczek w „nienaturalny” sposób są ogromną bolączką chemików farmaceutycznych, ponieważ każdy niskowydajny krok w wieloetapowej syntezie jakiejś biologicznie aktywnej cząsteczki obniża końcową wydajność produktu leczniczego i sprawia, że synteza jest nieekonomiczna i niezwykle kosztowna.
Sharpless wpadł na pomysł by człowiek nie próbował za wszelką cenę naśladować natury, ale skupił się na tym co potrafimy robić dobrze. Innymi słowy zauważył, że powinniśmy wykorzystywać i łączyć cząsteczki które posiadają już wiązania węgiel-węgiel (C-C).13
[2] https://www.nobelprize.org/prizes/chemistry/1911/summary/
[4] https://ciekawostkihistoryczne.pl/2016/05/14/8-polakow-ktorzy-nie-dostali-nobla-a-powinni/
[5] https://pl.wikipedia.org/wiki/Kazimierz_Fajans
[6] https://www.deltami.edu.pl/temat/roznosci/historia_i_filozofia/2019/01/28/2019-02-delta-hennel.pdf
[7] https://ciekawostkihistoryczne.pl/2016/05/14/8-polakow-ktorzy-nie-dostali-nobla-a-powinni/
[8] https://pl.wikipedia.org/wiki/Wojciech_%C5%9Awi%C4%99tos%C5%82awski_(minister)
[9] https://clarivate.com/citation-laureates/chemistry-2022/
[10] https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.bioconjchem.1c00461
[11] https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.chemrev.1c00484
[13] https://www.chemistryworld.com/features/the-click-concept/3004822.article
