Nobel Kimya Ödülü Kagan ve Soai'ye verildi

Bu yılki Nobel Kimya Ödülü, asimetrik organik sentezde doğrusal olmayan etkiler ve otokataliz alanındaki keşifleri nedeniyle Fransız kimyager Henri B. Kagan ile Japon bilim insanı Kenso Soai'ye verildi. Ödül, ikilinin doğada ve laboratuvarlarda iki özdeş ayna molekülünden yalnızca birinin nasıl baskın hale geldiğini açıklayan çalışmalarını onurlandırıyor.

Kagan ve Soai, onlarca yıl boyunca moleküllerin "elliliğini" yani kirallik özelliğini inceledi. Araştırmaları, ayna moleküllerinin birbirleriyle ilişkilerine ve laboratuvarda yalnızca tek bir tür elde etme olasılığına odaklandı. Doğada canlı organizmalar her zaman tek bir elliliğe sahip proteinler üretirken, laboratuvar koşullarında daha önce her zaman sağ ve sol elli moleküllerin eşit karışımları oluşuyordu.

Doğrusal olmayan etkiler ve otokataliz

İngiliz fizikçi Charles Frank, 1953'te asimetrinin oluşması için üç koşul öngören matematiksel bir model ortaya attı: sistem kendini güçlendirmeli, yalnızca bir ayna görüntüsü üretmeli ve aynı zamanda diğer formun oluşumunu bastırmalıydı. Bu kuramsal çerçeve uzun süre çözülemez bir bilmece olarak kaldı.

Kagan, 1986'da katalizör saflığının başlangıç maddesini doğrusal oranda etkilediği yönündeki bilimsel dogmayı kırdı. Farklı elliliğe sahip molekülleri bir araya getirdiğinde, bunların tepkime sırasında birbirlerini yavaşlattığını gördü. Uygun olmayan çiftler süreci o kadar yavaşlattı ki baskın molekül türü kontrolü ele geçirerek başlangıçtaki tahminden çok daha saf bir sonuç üretti.

Kenso Soai ise 1990'larda Frank'ın kuramını gerçekte taklit eden ilk sistemi kurdu. Bir çinko-organik bileşik ile aldehiti bir araya getirdi ve sentez sonucu oluşan alkolün kendi üretimini hemen hızlandırdığını fark etti. Her yeni döngü, belirli bir ayna molekülünün payını artırdı ve çözelti neredeyse tam asimetriye ulaştı. Bu deneysel süreç, "Soai reaksiyonu" olarak tarihe geçti.

Soai modelinin gücü deneylerle kanıtlandı: bir deneyde yalnızca yüzde 0,00005'lik bir ayna molekülü fazlalığıyla başlayan araştırmacı, üç ardışık döngü sonunda yüzde 99,5'in üzerinde saflığa ulaştı. Matematiksel olarak bu, başlangıçtaki asimetrinin 630.000 kat arttığı anlamına geliyor.

Tallinn Teknoloji Üniversitesi supramoleküler kimya grubu başkanı Riina Aav, keşiflerin önemini şöyle açıkladı: "Bu keşifler, yeni biyoaktif bileşiklerin sentezinin temelini attı: nasıl üretilecekleri, aynı elliliğe sahip moleküllerin birbirlerinin varlığını nasıl çoğalttığı ve organik kimya reaksiyonlarının ilaç üretiminde nasıl kullanılacağı. Bu tür doğrusal olmayan etkiler sayesinde yüksek elli saflıkta bileşikler ve daha az yan etkiye sahip saf ilaçlar üretebiliyoruz."

Keşfin pratik önemi biyolojik modellerin çok ötesine geçerek modern ince kimyanın günlük pratiğine giriyor. Eczane raflarına ulaşan ilaçlar aksi halde her iki ayna molekülünü de içerebilir; bunlardan biri hastaya şifa sunarken diğeri yan etkilere yol açabilir. İlaç firmaları artık Kagan'ın çalışmalarının sonuçlarını dikkate alarak istenmeyen ayna görüntülerinin reaktörde oluşmasını önleyen formüller tasarlayabiliyor.

Nobel Kimya Ödülü 1901'den bu yana veriliyor. 2026 itibarıyla ödülün değeri 12 milyon İsveç kronu (yaklaşık 1,06 milyon euro). Para ödülünün yanı sıra kazananlar Nobel kabartmalı altın madalya ve diploma alıyor. Geçen yıl ödül, yeni tür moleküler mimari oluşturmaları nedeniyle Japon Susumu Kitagawa, Avustralyalı Richard Robson ve Amerikalı Omar Yaghi'ye verilmişti.