Некоторые молекулы, например аминокислоты, могут существовать в двух формах, которые выглядят как зеркальные отражения друг друга. Однако в живых организмах используется только одна из них. Почему природа сделала именно такой выбор и как подобная химическая асимметрия вообще могла возникнуть, долго оставалось загадкой.
За решение этой проблемы Анри Б. Каган и Кенсо Соаи получили Нобелевскую премию по химии 2026 года.
Химики называют такое свойство жизни гомохиральностью. Его можно представить на примере человеческих рук: левая и правая похожи, но совместить их невозможно. Аминокислоты тоже существуют в двух зеркальных вариантах, однако в белках наших клеток встречается только один из них. Другой вариант в природе обнаруживается редко.
Долгое время воспроизвести такой эффект в лаборатории не получалось. Когда химики проводили реакции, способные создавать две зеркальные формы молекулы, они обычно получали их в равных количествах.
Но для химии это было не просто теоретической проблемой. При создании веществ, взаимодействующих с живыми организмами, в том числе лекарств, нужным действием часто обладает только одна зеркальная форма молекулы. Поэтому химики стремились научиться направлять реакцию так, чтобы преимущественно или исключительно образовывался один вариант.
Первый решающий шаг Анри Каган сделал в 1986 году. Он обнаружил новый способ управления химическими реакциями, позволивший получить значительно больший избыток одной зеркальной формы, чем прежде считалось возможным.
Следующий шаг сделал Кенсо Соаи. В 1995 году он описал первую химическую реакцию, потенциально способную привести к образованию только одной зеркальной формы.
А в 2003 году ему удалось добиться этого на практике. Соаи представил реакцию, в которой образовывался лишь один из двух возможных зеркальных вариантов молекулы. До этого подобного результата, если не считать самой жизни, никому достичь не удавалось.
«Анри Каган и Кенсо Соаи предложили решение химической загадки, которой больше века: как гомохиральность может возникнуть самопроизвольно. Разработанные ими химические реакции впечатляют», — заявил председатель Нобелевского комитета по химии Хайнер Линке.
Работы Кагана и Соаи показали, каким образом в химической системе может возникнуть предпочтение одной зеркальной формы перед другой. Их открытия также стали важными для химиков, разрабатывающих реакции, используемые при производстве лекарственных препаратов.
