Der Chemie-Nobelpreis 2022
Beim Chemie-Nobelpreis 2022 geht es laut der Jury darum, „schwierige Prozesse einfacher zu machen“. Die Auszeichnung 2022 wurde an ein Trio von Chemikern verliehen: Carolyn R. Bertozzi für ihre Arbeit in der bioorthogonalen Chemie sowie K. Barry Sharpless und Morten Meldal für die Grundlegung der Klick-Chemie.
Dies ist der zweite Chemie-Nobelpreis für Sharpless, einen Professor bei Scripps Research in La Jolla, Kalifornien. Er gewann den Preis 2001 für seine Arbeit zur Verwendung von Katalysatoren, die nicht durch eine Oxidationsreaktion verbraucht würden und wobei Elektronen verloren gingen. Dies half bei der Herstellung verschiedener Arten von Medikamenten.
Vor etwa 22 Jahren wurde ihm zugeschrieben, die Idee der „Klick-Chemie“ geprägt zu haben, einer Form zuverlässiger und einfacher Chemie, bei der Reaktionen schnell ablaufen und unerwünschte Nebenprodukte vermieden werden. Er plädierte für einen neuen und minimalistischen Ansatz in der Chemie und für Chemiker, damit aufzuhören, natürliche Moleküle zu imitieren, die schwer zu beherrschen und teuer in der Herstellung sind.
Laut Sharpless waren die Bindungen zwischen Kohlenstoffatomen ein Stolperstein für Chemiker bei der Entwicklung dieser einfacheren Reaktionen. Diese Bindungen sind entscheidend für die Chemie des Lebens, da Kohlenstoff in jedem Organismus vorkommt. Im Allgemeinen haben alle Biomoleküle ein Gerüst aus verknüpften Kohlenstoffatomen, für deren Erzeugung Lebewesen Methoden entwickelt haben. Ihre Herstellung im Labor war jedoch schwierig, da den Kohlenstoffatomen verschiedener Moleküle oft der chemische Antrieb fehlt, um Bindungen miteinander einzugehen, und sie künstlich aktiviert werden müssen. Beim Hacken führt die Aktivierung oft zu zahlreichen unerwünschten Nebenreaktionen und einem kostspieligen Materialverlust.
Genau wie Sharpless in den frühen 2000er Jahren an der Klick-Chemie arbeitete, präsentierten Morten Meldal von der Universität Kopenhagen und Sharpless separat, was als das Kronjuwel der Klick-Chemie gilt: die kupferkatalysierte Azid-Alkin-Cycloaddition. Diese chemische Reaktion ist „elegant und effizient“, erklärte das Nobelkomitee und wird jetzt bei der Entwicklung von Arzneimitteln, der Kartierung von DNA und mehr eingesetzt.
Meldal entwickelte ursprünglich Methoden zur Entdeckung neuer Medikamente und Behandlungen im Labor. Er baute riesige molekulare Bibliotheken auf und durchmusterte sie dann alle, um zu sehen, ob einer von ihnen Krankheitserreger blockieren konnte. Durch diese Experimente fand er heraus, dass Kupferionen die Reaktion so gesteuert hatten, dass nur ein Produkt gebildet wurde, was ihn zur Entdeckung der kupferkatalysierten Azid-Alkin-Cycloaddition führte. Er präsentierte seine Entdeckung als ein Beispiel dafür, wie diese Reaktion zahlreiche verschiedene Moleküle miteinander verbinden könnte. Seine Ergebnisse werden nun verwendet, um DNA zu kartieren und neue Medikamente zu entwickeln.
