Kimya Nobel Ödülü yaşamın asimetrisine verildi

Nobel Kimya Ödülü, yaşamın asimetrisi olarak bilinen kimyasal gizemi çözen Fransız bilim insanı Henri B. Kagan ile Japonya'dan Kenso Soai'ye verildi. Araştırmacılar, doğanın bir molekülün neden yalnızca istenen formunu, ayna görüntüsünü değil, ürettiğini ortaya koydu.

Örneğin proteinlerin yapı taşı olan amino asit molekülleri, birbirinin ayna görüntüsü olan iki formda bulunuyor. Ancak Dünya'daki canlı organizmalar yalnızca bu formlardan biriyle işliyor. Nobel sahipleri, yaşamın bu ayna görüntüsü moleküllerden neden yalnızca birini tercih ettiği sorusunu yanıtladı.

Organik kimyada bu özellik «chirality» (kiralite) olarak adlandırılıyor; kiral moleküller sağ ve sol elli formlara sahip. Bunları ellerimize benzetmek mümkün: tıpatıp aynı değiller, ancak her biri diğerinin ayna görüntüsü.

İlaç üretiminde kiralite neden önemli

Doğa neredeyse yalnızca işleyişi için gerekli olan formu üretirken, laboratuvardaki kimyasal tepkimeler genellikle sol ve sağ elli moleküllerin yüzde 50-50 karışımını oluşturuyor. İlaç üretiminde bu durum büyük önem taşıyor; çünkü her iki form vücutla etkileşime girdiğinde farklı davranıyor. Biri hastalıkla mücadele edici özellik taşırken, diğeri hiçbir etki göstermeyebiliyor, hatta zarar verebiliyor.

Talidomid ilacının geliştirilmesi buna örnek. 1950'lerde sabah bulantısı yaşayan hamile kadınlara reçete edilen ilaç, kiral bir molekül; sağ elli formu etkili bir tedavi sağlarken, sol elli formu toksik. Verilen ilaç başlangıçta iki formun karışımıydı ve vücudun iki form arasında dönüşüm yapabildiği sonradan anlaşıldı. Sonuçta ilacı kullanan kadınların binlerce çocuğu ağır engellerle dünyaya geldi.

Ödülü kazanan bilim insanları, kiralite gizemini çözerek kimyasal tepkimeleri bir molekülün istenen formunu çok daha fazla üretecek şekilde tasarlamayı başardı.

Nobel Kimya Komitesi Başkanı Heiner Linke, «Henri Kagan ve Kenso Soai, bir asırdan uzun süredir merak edilen, homokiralitenin —doğru molekül formunun seçici olarak üretiminin— kendiliğinden nasıl ortaya çıkabildiğine dair kimyasal bir gizeme çözüm sundu. Geliştirdikleri kimyasal tepkimeler olağanüstü,» dedi.

Sorbonne Üniversitesi'nde (Université Paris-Sud) çalışan Henri Kagan, 1986'da kimyasal tepkimeleri yönlendiren yeni bir yöntem keşfetti. Bu yöntem, ayna görüntülerinden birinin, daha önce mümkün olduğu sanılandan çok daha fazla oranda üretilmesini sağladı.

Tokyo Bilim Üniversitesi'nden Kenso Soai ise 1995'te bir sonraki adımı attı. Nature dergisinde yayımladığı makalede, bir organik molekülün yalnızca istenen formunu üretme potansiyeli taşıyan ilk kimyasal tepkimeyi tanımladı. 2003'te ise iki olası ayna görüntüsünden yalnızca birinin oluştuğu bir tepkimeyi kontrol etmeyi başardı.

Komite yaptığı açıklamada, «Yaşamın kendisi dışında, bunu daha önce kimse başaramamıştı,» ifadesini kullandı.

Çarşamba günkü basın toplantısında Kenso Soai, alandaki «pek çok mükemmel araştırmacıyı» övdü.

İngiltere Kraliyet Kimya Derneği (Royal Society of Chemistry) Başkanı Profesör Robert Mokaya, bunun «temel kimyanın toplumun karşı karşıya olduğu en büyük sorunlardan bazılarına çözüm üretebileceğinin güçlü bir örneği» olduğunu söyledi. Mokaya, «Farklı izomerler (molekül formları) tamamen farklı biyolojik ve fiziksel etkiler gösterebilir; bu nedenle her tür hastalığın tedavisinde etkili ilaçlar bulmak için kritik önem taşırlar,» diye ekledi.

Nottingham Üniversitesi'nden Profesör Angus Davison kiralite biyolojisi üzerine çalışıyor. Nobel kazanan kimyanın, yaşamın neden «tek elliliği» tercih ettiğini ortaya koymaya yardımcı olabileceğini belirtti. BBC News'e konuşan Davison, «Tam olarak anlamadığımız biçimlerde, yaşamın yapı taşlarının kiralitesi, kendileri de kiral olan bedenlerin oluşmasıyla sonuçlanıyor,» dedi. Davison'a göre bu, kalbimizin vücudumuzun sol tarafında olmasının ve salyangoz kabuklarının sağa doğru kıvrılmasının temelini oluşturuyor.

Nobel Kimya Komitesi üyesi Peter Somfai de bu yıl ödül verilen araştırmanın «kimyanın nasıl işlediğine dair temel anlayışımızın» parçası haline geldiğini söyledi. Somfai, bir ayna görüntüsünün nasıl oluştuğunu göstermenin «muhtemelen yaşamdaki en temel soru» olduğunu belirterek, «Çünkü bu bir şekilde dört milyar yıl önce yaşam oluştuğunda gerçekleşti. Ve şimdi bunu ilk kez laboratuvarda taklit ettik,» dedi.