© Johan Jarnestad/The Royal Swedish Academy of Sciences
Manche Moleküle, wie beispielsweise Aminosäuren, kommen in zwei Varianten vor, die spiegelbildlich zueinander sind. Illustration der Internetseite des Nobelpreises.
Der diesjährige Nobelpreis für Chemie geht an den französischen Wissenschaftler Henri Kagan von der Université Paris-Sud und den Japaner Kenso Soai von der Tokyo University of Science. "Die von ihnen entwickelten chemischen Reaktionen sind spektakulär", sagt Heiner Linke, Vorsitzender des Nobelkommittees für Chemie. Laut ihm haben beide Forscher „eine Lösung für ein über ein Jahrhundert altes chemisches Rätsel geliefert: Wie kann Homochiralität spontan entstehen?"
Ein guter Moment, um zu erklären, was Homochiralität, bzw. Chiralität überhaupt ist?
Illustration der beiden Nobelpreisträger. Ill. Niklas Elmehed © Nobel Prize Outreach
Was ist Chiralität und Homochiralität?
Unsere Hände z.B. sind chiral. Die linke Hand (L) ist das Spiegelbild der rechten (R). Sie sind aber, wenn man sie übereinenderlegt, nicht gleich. Viele Moleküle (z.B. einige Aminosäuren) kommen in zwei spiegelbildlichen Varianten vor, oftmals mit ganz unterschiedlichen Eigenschaften. Was von großer Bedeutung in der Medizin ist: Bei der Vorstellung des Nobelpreiskommittees wurde z.B. das Beispiel eines Moleküls gezeigt, das in der einen Form (L) als Hustenmedikament unter dem Namen „novrad“ bekannt ist, und in seiner anderen Form (R) ein schmerzstillendes Medikament ist namens „davron“.
In Lebewesen kommt oft nur eine Form eines bestimmten Moleküls vor – ein Phänomen, das Homochiralität genannt wird. Lange Zeit war es ein Rätsel, wie die Natur es schafft, nur eines der beiden Varianten hervorzubringen.
Abbildung von verschiedenen Aminosäuren als L- oder R-Enantiomer. © Johan Jarnestad/The Royal Swedish Academy of Sciences
Was waren die Durchbrüche der beiden Nobelpreisträger?
Die beiden frisch gekürten Nobelpreisträger konnten dies mit ihren Reaktionen reproduzieren – also bewusst Reaktionen so steuern, dass ein bestimmtes "Spiegelbild" des Moleküls hergestellt wird. Somit lieferten sie Antworten auf dieses alte chemische Rätsel. Außerdem sind ihre Erkenntnisse wichtig für die Entwicklung von Arzneimitteln, da oft nur eine Variante die gewünschte Wirkung entfaltet.
Henri Kagan gelang es 1986 erstmals, chemische Reaktionen gezielt zugunsten eines Spiegelbildes zu steuern. Kenso Soai entwickelte diesen Ansatz weiter und stellte 2003 eine Reaktion vor, bei der ausschließlich eine der beiden Varianten entstand.
Illustrationen der Reaktionen der beiden Nobelpreisträger. © Johan Jarnestad/The Royal Swedish Academy of Sciences
Der Biochemiker Prof. Serge Haan der Universität Luxemburg unterrichtet die Studenten in Chemie und Biochemie. Chiralität ist hier ein wichtiger Lernstoff: "Es kann sein, dass ein Molekül positive Eigenschaften hat, sein chirales Gegenstück jedoch giftig ist. Da beide Formen jedoch fast identische chemische und physikalische Eigenschaften haben sind sie oft sehr schwer voneinander zu trennen. Deswegen ist die gezielte Darstellung der richtigen Form von bedeutendem Interesse. Und daher dieser Nobelpreis auch absolut verdient. Allgemein ist Chiralität ein bedeutendes Phänomen mit Hinblick auf die Interaktionen zwischen Molekülen in Lebewesen und die Entwicklung von Medikamenten und über 50% der Medikamente sind chiral", sagt Prof. Serge Haan.
Der Nobelpreisträger Henri Kagan ist übrigens 95 Jahre alt, und somit einer der ältesten Nobelpreisträger überhaupt.
Mehr Infos zum Nobelpreis auf der Nobelpreis-Internetseite.
Autor: Jean-Paul (Jhemp) Bertemes (FNR)
Redaktion: Michèle Weber (FNR)
