Нобелевский комитет присудил премию по химии 2026 года ученым из Франции и Японии — Анри Кагану и Кэнсо Соаи. Их фундаментальный вклад заключается в разработке методов управления химическими процессами, которые приводят к возникновению гомохиральности. Это открытие дает ключ к пониманию того, как в живой материи преодолевается симметрия, и открывает новые горизонты для фармацевтической индустрии.
Природа обладает уникальной особенностью, которую ученые называют гомохиральностью. Как поясняет биохимик, генетик и микробиолог Игорь Никулин, живые организмы используют в своих процессах только одну «руку» молекул, хотя химически возможны оба зеркальных варианта. Такие пары молекул, называемые энантиомерами, идентичны по составу, но несовместимы в пространстве. Денис Винник, заведующий кафедрой физической химии МФТИ, сравнивает это с человеческими руками:
левая перчатка никогда не наденется на правую.
В химии такие формы обозначаются как L-форма (левая) и D-форма (правая). Примером служит карвон: один его вариант обладает ароматом мяты, а его зеркальный двойник пахнет тмином, поскольку наши рецепторы мгновенно распознают разницу.
Главная загадка биологии заключается в том, почему жизнь на Земле сделала выбор в пользу исключительно левых аминокислот. Ранее химикам удавалось синтезировать аминокислоты лишь в виде равной смеси — по 50% каждой формы. Исследование Анри Кагана и Кэнсо Соаи позволило изменить этот сценарий. В 1986 году Каган совершил прорыв, сумев увеличить долю одного из зеркальных вариантов в ходе реакции. Позже, в 2003 году, Кэнсо Соаи довел этот процесс до совершенства, практически выведя чистый энантиомер. По словам Дениса Винника, использование последовательных циклов позволяет даже ничтожный перевес одной формы усилить до уровня чистоты более 99,5%. Это стало первым доказательством того, что асимметрия может самопроизвольно нарастать в чисто химической системе без вмешательства биологических факторов.
Практическая значимость этого достижения для медицины колоссальна, хотя и не означает мгновенного появления новых таблеток. Денис Винник отмечает, что метод Соаи пока применим лишь к ограниченному кругу соединений. Тем не менее, понимание хиральности критически важно для производства безопасных препаратов. Игорь Никулин приводит в качестве предостережения трагический пример с талидомидом — седативным средством, разработанным в Германии в 1950-х годах. В то время лекарство использовали для борьбы с токсикозом у беременных, не зная, что одна его «рука» помогает, а зеркальная копия вызывает тяжелейшие пороки развития плода.
Именно последствия применения талидомида подтолкнули мировое сообщество к ужесточению контроля над лекарствами, что привело к появлению специальных надзорных ведомств и принятию закона о лекарствах 1968 года в Великобритании. Поскольку рецепторы человеческого тела также хиральны, действующее вещество работает подобно ключу, который должен идеально подойти к замку. Любое несоответствие формы может сделать препарат бесполезным или крайне опасным. Таким образом, работа лауреатов Нобелевской премии закладывает фундамент для создания более точной и предсказуемой фармакологии, позволяя химикам синтезировать только «правильную» форму молекулы.
