Nobel z chemii 2026: Kagan i Soai za reakcje wzmacniające jedną formę cząsteczki
Henri Kagan i Kenso Soai dostali Nobla z chemii 2026 za reakcje, w których niewielka przewaga jednej lustrzanej formy cząsteczki rośnie. U Soai 2% nadmiaru urosło do 87%.
- Nagrodę Nobla z chemii 2026 dostali Henri Kagan (Francja) i Kenso Soai (Japonia). Podzielą się kwotą 12 mln koron szwedzkich (1,2 mln USD).
- Kagan w latach osiemdziesiątych XX wieku pokazał, że niewielką asymetrię katalizatora można wzmocnić w produktach reakcji.
- W 1995 roku Soai opisał reakcję, w której chiralny produkt sam jest też katalizatorem. Według Nature z 2% nadmiaru jednej formy powstał nadmiar 87%.
- Reakcja Soai nie działa w wodzie i trudno ją pogodzić z warunkami prebiotycznej Ziemi. Badacze widzą w niej raczej wskazówkę o mechanizmie niż gotowe wyjaśnienie pochodzenia życia.
Królewska Szwedzka Akademia Nauk ogłosiła 7 października w Sztokholmie, że tegoroczną Nagrodę Nobla z chemii dostaną Henri Kagan z Uniwersytetu Paris-Sud w Orsay oraz Kenso Soai z Uniwersytetu Tokijskiego. Nagrodę w wysokości 12 mln koron szwedzkich (1,2 mln dolarów) dzielą między siebie. Honorowani badacze zajmowali się pytaniem, dlaczego część reakcji wytwarza cząsteczki w jednej z dwóch możliwych lustrzanych odmian. Przeczytałem relację Nature z ogłoszenia i na niej opieram ten tekst.
Na czym polega zagadka lustrzanych cząsteczek
Wiele cząsteczek występuje w dwóch chiralnych, czyli lustrzanych formach. Życie zwykle korzysta tylko z jednej z nich. Nature podaje przykład: DNA jest prawoskrętne, a aminokwasy lewoskrętne. Ta jednorodność to homochiralność.
Kłopot w tym, że gdy chemicy przeprowadzali w laboratorium reakcje dające cząsteczki chiralne, zwykle dostawali mieszaninę obu form w równych proporcjach. Jak organizmy uzyskują tylko jedną, było zagadką. Heiner Linke, przewodniczący Komitetu Noblowskiego ds. chemii, nazwał ją zagadką liczącą ponad sto lat. W jego słowach (tłumaczenie) Kagan i Soai „dostarczyli rozwiązania” tego, jak homochiralność może powstać spontanicznie.
Kluczową rolę odegrały katalizatory, czyli substancje przyspieszające reakcję, które się przy tym nie zużywają. Jeśli sam katalizator jest chiralny, może sprzyjać powstawaniu tylko jednej lustrzanej formy. W 1953 roku Charles Frank, fizyk teoretyk z Uniwersytetu w Bristolu, zasugerował, że gdyby reakcja wytwarzała własny chiralny katalizator, zadziałałoby samonapędzające się wzmocnienie i jedna forma by zdominowała drugą.
Co zrobili laureaci
Nagrodzeni rozwinęli ten pomysł w praktyce. Poprzedni laureaci, nagrodzeni w 2001 roku (William Knowles, Ryoji Noyori i Barry Sharpless), projektowali reakcje, w których chiralny katalizator kieruje przebieg w stronę jednej wersji cząsteczki. Tegoroczna nagroda dotyczy kroku dalej: reakcji, które same tworzą chiralny katalizator.
- Kagan w latach osiemdziesiątych XX wieku pokazał, że niewielka asymetria chiralności katalizatora może się wzmocnić w produktach reakcji.
- Soai w 1995 roku znalazł reakcję, w której chiralny produkt jest jednocześnie katalizatorem i napędza jeszcze większą asymetrię. Użył chiralnej substancji 5-pirymidylo-alkanolu, która potrafi powstawać sama.
Według Nature w tym eksperymencie start od zaledwie 2% nadmiaru jednej formy mógł zakończyć się nadmiarem rzędu 87%. Opis pracy, do którego miałem dostęp, nie zawierał abstraktu, więc te liczby podaję za relacją Nature.
| Na początku reakcji | 2 % |
|---|---|
| Na końcu reakcji | 87 % |
Źródło: Nature (relacja z 7 października 2026) o pracy Soai i in., Nature 378, 1995
Jonathan Clayden z Uniwersytetu w Bristolu ujął to tak: Kagan pokazał, jak to można zrobić w zasadzie, a reakcja Soai dała pierwszy rzeczywisty przykład. Stephen Fletcher z Uniwersytetu Oksfordzkiego zwrócił uwagę, że Soai dopracował reakcje autokatalityczne tak, by wzmacniały nawet bardzo małą nierównowagę. Jako obrazowy przykład podał mieszaninę, w której po jednej stronie jest milion cząsteczek jednej formy, a po drugiej milion i jedna cząsteczka drugiej.
- 1953Charles Frank sugeruje, że reakcja wytwarzająca własny chiralny katalizator mogłaby faworyzować jedną formę
- lata osiemdziesiąte XX wiekuKagan pokazuje wzmocnienie niewielkiej asymetrii katalizatora
- 1995Soai opisuje reakcję, w której chiralny produkt jest też katalizatorem
- 2001Nobel z chemii dla Knowlesa, Noyoriego i Sharplessa za reakcje z chiralnym katalizatorem
- 2026Nobel z chemii dla Kagana i Soai
- 1953: Charles Frank sugeruje, że reakcja wytwarzająca własny chiralny katalizator mogłaby faworyzować jedną formę
- lata osiemdziesiąte XX wieku: Kagan pokazuje wzmocnienie niewielkiej asymetrii katalizatora
- 1995: Soai opisuje reakcję, w której chiralny produkt jest też katalizatorem
- 2001: Nobel z chemii dla Knowlesa, Noyoriego i Sharplessa za reakcje z chiralnym katalizatorem
- 2026: Nobel z chemii dla Kagana i Soai
Do czego to się przydaje
Według Nature odkrycia laureatów są dziś ważne dla chemików projektujących reakcje, w których powstają leki, materiały, a nawet perfumy. Mónica Pérez-Temprano z Instytutu Badań Chemicznych w Katalonii oceniła, że prace laureatów „podważają to, co uważaliśmy za pewne”, i otwierają nowe sposoby myślenia o projektowaniu reakcji.
Olivier Riant z Katolickiego Uniwersytetu w Lowanium, który studiował u Kagana, opisał go jako osobę bardzo skromną, z prawdziwą pasją do chemii, której nie zależało na sławie. Sam Soai powiedział komitetowi, że wiadomość o nagrodzie dotarła do niego, gdy robił zakupy niedaleko domu.
Co to znaczy dla pochodzenia życia
Prace laureatów wzbudziły duże zainteresowanie w badaniach nad tym, czemu cząsteczki życia, takie jak aminokwasy i kwasy nukleinowe, występują zwykle w jednej formie chiralnej. Furkan Öztürk z Caltech, badacz chemii prebiotycznej, mówi, że od odkrycia reakcji Soai naukowcy sprawdzają, czy podobna reakcja mogła zachodzić na pierwotnej Ziemi, przed pojawieniem się życia.
Reakcja Soai nie rozwiązuje jeszcze pytania o początki życia. Öztürk zauważa, że wymaga warunków i odczynników słabo pasujących do prebiotycznej Ziemi, a słynie z tego, że nie przebiega w wodzie. Jego zdaniem z jej podstawowych zasad można się jednak wiele nauczyć o prebiotycznych źródłach homochiralności. Fletcher ma nadzieję, że nagroda ożywi te badania.
Nature mówi więc ostrożnie, że prace obu laureatów sugerują, jak naturalne reakcje w organizmach mogłyby wytwarzać prawie wyłącznie jedną formę lustrzaną. To ważny wskazany mechanizm, nie dowód, że tak właśnie powstała homochiralność życia.
Więcej o samym zjawisku piszę w tekście Chiralność: cząsteczki lewo- i prawoskrętne.
Pytania i odpowiedzi
Kto dostał Nagrodę Nobla z chemii w 2026 roku?
Henri Kagan z Uniwersytetu Paris-Sud w Orsay i Kenso Soai z Uniwersytetu Tokijskiego. Nagrodę w wysokości 12 mln koron szwedzkich ogłosiła 7 października Królewska Szwedzka Akademia Nauk.
Co to jest homochiralność?
To sytuacja, w której cząsteczki życia występują tylko w jednej z dwóch lustrzanych form. Według Nature DNA jest prawoskrętne, a aminokwasy lewoskrętne.
Na czym polegała reakcja Soai z 1995 roku?
Chiralny produkt reakcji był w niej jednocześnie katalizatorem, czyli reakcja była autokatalityczna. Według Nature start od 2% nadmiaru jednej formy mógł doprowadzić do nadmiaru 87%.
Czy reakcja Soai wyjaśnia, jak powstało życie?
Nie w pełni. Reakcja nie przebiega w wodzie i wymaga warunków słabo pasujących do prebiotycznej Ziemi, ale badacze uważają, że jej zasady mogą pomóc zrozumieć pochodzenie homochiralności.
Źródła
- Kenso Soai, Takanori Shibata, Hiroshi Morioka, Kaori Choji, Asymmetric autocatalysis and amplification of enantiomeric excess of a chiral molecule, Nature, 1995-12
- Nature - Chemistry Nobel for solving mystery of how 'handed' organic molecules can emerge, 7 października 2026
Piotr Olszewski
Autor Przełomowego. Codziennie czyta prace z arXiv, Nature, Science i komunikaty uczelni, a opisuje tylko te, które coś zmieniają. Każdą liczbę podaje ze źródłem.
Jak wybieram i sprawdzam prace →Widzisz błąd albo nieścisłość? Napisz - poprawię i dopiszę datę aktualizacji.
