Как и в прошлом году, Нобелевскую премию присудили за исследования, которые позволили упростить и удешевить синтез веществ, — клик-химию. Равные части награды получат Каролин Бертоцци, Барри Шарплесс и Мортен Мелдал. Для Шарплесса это уже вторая Нобелевская премия — он стал пятым человеком более чем за 100 лет, кого отметили не единожды
Все многообразие живого построено на многообразии химических соединений, подчас — чрезвычайно сложных. Как минимум с XVIII века ученые пытаются воссоздать их в лабораториях. Как правило, синтез молекулы проходит в несколько шагов. В процессе образуются побочные продукты, которые всякий раз необходимо убирать. Часто их столько, что нужное вещество едва различимо. Работа отнимает много времени и денег.
Барри Шарплесс предложил новый подход, получивший название "клик-химия" (от англ. click — "щелчок"). Сложные органические вещества возможны благодаря связанным друг с другом атомам углерода, но связать их подчас очень трудно. Шарплесс призвал не мучиться — работать с молекулами поменьше, где есть необходимые углеродные структуры, и соединять их с помощью более податливых атомов азота или кислорода. Даже если так не получить точную копию природного соединения, можно создать молекулу с похожими свойствами.
Вскоре Шарплесс и Мортен Мелдал независимо друг от друга обнаружили, что в присутствии меди идет реакция алкинов с азидами. И то, и другое — простые химические структуры. Вместе они — что-то вроде двух частей пряжки, которые можно "вшить" в молекулы побольше и получить составную. С помощью "пряжки" можно присоединить вещества, проводящие электричество, улавливающие солнечный свет, убивающие бактерии, защищающие от ультрафиолета и т.д.
Каролин Бертоцци нашла клик-химии неожиданное применение. Ее интересовали гликаны — состоящие из сахаров вещества в клетках. Проблема заключалась в том, что для исследования гликанов не было подходящих средств. Бертоцци добавила к клеткам сахар с "пришитым" азидом — клетка встроила этот сахар в гликан, и к нему удалось присоединить алкин со светящейся молекулой. Благодаря этому гликаны стали заметными — Бертоцци смогла за ними понаблюдать. Чтобы все это получилось, исследовательница придумала, как обойтись без ядовитой для клеток меди.
Кроме прочего, Бертоцци работала с гликанами на поверхности раковых клеток. Выяснив, что гликаны защищают опухоль от иммунной системы, она "привязала" к нацеленным на них антителам расщепляющий фермент. Получившийся препарат проходит клинические испытания у пациентов с поздними стадиями рака. Другие исследователи тоже принялись "пришивать пряжки" к антителам, чтобы создать лекарства и диагностические средства. Может быть, из этого ничего не получится. Однако ясно, что клик-химия открывает колоссальные возможности.