פרס נובל בכימיה הוענק על פריצת דרך במולקולות מראה

פרס נובל בכימיה הוענק להנרי ב. קגן וקנסו סואי על תרומתם המהפכנית לפענוח המסתורין של מולקולות כימיות שהן תמונות מראה זו של זו. תגלית עמוקה זו עיצבה מחדש את פני הרפואה המודרנית, ההנדסה הכימית וייצור התרופות.

בכימיה, כיירליות מתייחסת למולקולות שהן תמונות רפлекס זו של זו, בדיוק כמו יד ימין ויד שמאל של אדם. למרות שיש להן את אותה נוסחה כימית, ההתמצאות המרחבית שלהן שונה באופן משמעותי. במערכות ביולוגיות, הבדל זה קריטי; תמונת מראה אחת של מולקולה עשויה לשמש כתרופה מצילת חיים, בעוד שהשנייה עשויה להיות חסרת תועלת לחלוטין או אף רעילה.

במשך עשרות שנים נאבקו מדענים לייצר באופן בררני רק צורה אחת מבין צורות מראה אלו, אתגר הידוע כסינתזה אסימטרית. לפני הפריצות של קגן וסואי, תהליכי הייצור הניבו לרוב תערובת שווה של שתי הצורות, ודרשו נהלי הפרדה יקרים ומורכבים. חוסר יעילות זה עיכב את פיתוח התרופות ויצר פסולת עצומה בייצור הכימי.

הנרי ב. קגן סלל את הדרך לטכניקות מוקדמות בקטליזה אסימטרית תוך שימוש בליגנדים כיירליים, המאפשרים לתגובות כימיות להעדיף תמונת מראה אחת על פני האחרת ביעילות גבוהה. עבודתו סיפקה את המתודולוגיה הבסיסית שאפשרה לכימאים לנתב תגובות לכיוון מוגדר מראש.

בהתבסס על מושגים אלו, קנסו סואי ביצע תגלית נוספת שכללה אוטוקטליזה אסימטרית. סואי הדגים תגובה כימית שבה התוצר עצמו משמש כזרז להיווצרותו שלו, תוך הגברה דרמטית של הכיירליות מחוסר איזון בלתי מורגש לכמעט תרכובת מראה טהורה.

למשמעויות המעשיות של תגליות אלו יש חשיבות עליונה. בתעשיית התרופות, היכולת לסנתז תרופות בעלות אננטיומר בודד מבטיחה שהחולים יקבלו תרופות ביעילות מרבית ועם מינימום תופעות לוואי. תלידומיד נותר תזכורת היסטורית לסכנות הכרוכות בהתעלמות מכיירליות מולקולרית.

כיום, המתודולוגיות שפותחו על ידי קגן וסואי הן פרקטיקות סטנדרטיות במעבדות ומתקנים תעשייתיים ברחבי העולם. הם מאפשרים ייצור יעיל של מולקולות מורכבות המשמשות בחקלאות, במדע החומרים ובברפואה, ומשאירים חותם בל יימחה.