جایزه نوبل شیمی سال، بههنری کاگن، از دانشگاه پاریس-سود، در فرانسه وکنسو سوای، از دانشگاه علوم توکیو، در ژاپن، به پاس فعالیت‌های اساسی مرتبط با کنترل و تقویت کایراکتگی در واکنش‌های شیمیایی، اهدا شد. اما کایراکتگی چیست؟
به زبان ساده، برخی مولکول‌ها می‌توانند در دو شکل وجود داشته باشند که تصاویر متقابل یکدیگر هستند، مانند دست چپ و دست راست ما. آنها اتم‌های یکسانی دارند، اما ساختار فضایی متفاوتی دارند - در زمینه مولکول‌ها، این پدیده را به عنوان ایزومرها می‌نامیم.
و این بسیار مهم است زیرا بدن ما نیز دارای ویژگی ایزومری است. پروتئین‌ها، آنزیم‌ها و گیرنده‌های ما دارای ساختارهای سه بعدی بسیار خاص هستند و می‌توانند به طور متفاوتی با هر یک از این اشکال تعامل داشته باشند.
این ما را به یکی از شناخته‌شده‌ترین نمونه‌های تاریخ داروها می‌رساند: تالیدومید.
در دهه 1950، این دارو به عنوان یک آرام‌بخش و همچنین برای درمان تهوع در دوران بارداری استفاده می‌شد. استفاده از آن منجر به یک فاجعه بزرگ شد، با تولد هزاران کودک باناهنجاری‌های جدی، از جمله فومکلی
تالیدومید یک مولکول کیرهال است: یکی از اشکال آن واقعاً آرام‌بخش و اثر درمانی دارد. اما شکل دیگر تراتوژنیک بوده و باعث ایجاد ناهنجاری در جنین در دوران بارداری می‌شده - اما تا آن زمان این موضوع مشخص نبود. این مورد به وضوح نشان داد که ساختار سه بعدی یک مولکول می‌تواند به اندازه ترکیب شیمیایی آن مهم باشد.
امروزه، این یک مسئله اساسی در توسعه مواد فعال دارویی (API) است، یعنی مواد فعال دارویی.
بسته به دارو، اشکال کیرهال مختلف می‌توانندتفاوت‌های مهمی را نشان دهنددر مورد فعالیت، متابولیسم و ایمنی. بنابراین، یکی از استراتژی‌های شیمی داروسازی، توسعه سنتزهای ناهم‌وجه، است که قادر به تولید عمدتاً شکل مورد نظر، و جلوگیری یا کاهش نیاز به جداسازی بعدی یک مخلوط از آنتی‌مور است.
و دقیقاً در این زمینه، کاری که توسط نوبل مورد تقدیر قرار گرفته، بسیار مهم است: کاگان و سوای به نشان دادن کمک کردند که چگونه تفاوت‌های کوچک در کایال می‌توانند در طول یک واکنش شیمیایی کنترل و حتی تقویت شوند.
همچنین، یک ارتباط جذاب با منشأ زندگی وجود دارد. اسیدهای آمینه موجود در پروتئین‌ها عمدتاً دارای پیکربندی L هستند، در حالی که بسیاری از قندهای زیست‌اهمی متعلق به خانواده D هستند. این پیکربندی‌ها با آرایش سه بعدی این مولکول‌ها مرتبط هستند، مانند اینکه ما دو دست داریم، یک دست چپ و یک دست راست. در مورد مولکول‌ها، ما از یک اصطلاح L و D برای تمایز بین دو شکل استفاده می‌کنیم. تا به امروز، ما در حال مطالعه این هستیم که چگونه این ترجیح ایجاد شده است، به ویژه از آنجایی که مولکول‌های آلی کایال در شهاب‌سنگ‌ها یافت می‌شوند.
در سیریس، نگاهی به رفتار مولکول‌ها
اما، پس از سنتز یک مولکول کایال، ما همچنین باید بدانیم که واقعاً چه چیزی تولید کرده‌ایم.
و در این میان، تکنیک‌های مشخصه‌سازی مانند دایره‌ای دوقطبی، یکی از تکنیک‌هایی است که می‌توانیم در سیریس، شتاب‌دهنده ذرات CNPEM (مرکز تحقیقات ملی انرژی و مواد)، یکی از چهار شتاب‌دهنده نسل چهارم که در حال حاضر در جهان در حال فعالیت هستند، از آن استفاده کنیم، که در شهر کامپیناس (SP) واقع شده است. CEDRO یکی از خطوط نور سیریس است و از نور سیکنترون برای مطالعه ساختار و رفتار مولکول‌ها، به ویژه پروتئین‌ها، استفاده می‌کند.
درک ساختار یک پروتئین بسیار مهم است، زیرا تغییر در ساختار سه بعدی آن می‌تواند به طور کامل نحوه عملکرد آن را تغییر دهد.
یک نمونه اخیر که به خوبی در برزیل شناخته شده است،پرونده اینفلوئنسر لیتو سوسا، از کانال Aviões e Músicas، است که به این بیماری تشخیص داده شد، بیماری کروتزفلد-یاکوب، یک بیماری پریونی. در این نوع بیماری، یک پروتئین می‌تواند شکل غیرطبیعی به خود بگیرد و به تغییر شکل سایر پروتئین‌ها کمک کند و یک فرآیند را آغاز کند که منجر به تخریب بافت عصبی می‌شود. این یک نمونه بسیار جالب از نحوه ارتباط مستقیم ساختار یک پروتئین با عملکرد آن و، در شرایط خاص، با خود بیماری است.
و به همین دلیل، تکنیک‌هایی مانند دایکرومیسم چرخشی بسیار مهم هستند: آنها به ما کمک می‌کنند تا درک کنیم این مولکول‌ها چگونه ساختار یافته‌اند و این ساختار چگونه می‌تواند در شرایط مختلف تغییر کند.
در CEDRO، ما از پرتو سیکنترون برای انجام آزمایش‌های دایکرومیسم چرخشی استفاده می‌کنیم. این تکنیک به ما امکان می‌دهد تا بررسی کنیم مولکول‌های غیر متقارن چگونه به طور انتخابی با نور چرخشی قطبی شده تعامل دارند و اطلاعات مهمی را در مورد ساختار و سازماندهی آنها به دست آوریم. این یک ارتباط جالب در رابطه با اعلام جایزه نوبل امسال است.
در این فرآیند تعامل، یک عدم تقارن شیمیایی کوچک می‌تواند در طول یک واکنش تقویت شود و تولید یکی از اشکال یک مولکول را تسهیل کند. این موضوع در توسعه مولکول‌های دارویی اهمیت دارد، زیرا این مولکول‌ها باید برای درک ساختار و سازماندهی آنها مشخص شوند.
این یک نمونه از نحوه ارتباط یک مسئله اساسی در شیمی با تحقیقات در مورد منشأ حیات، صنعت داروسازی و یک زیرساخت علمی بزرگ مانند Sirius است.
لیندومار ژوزه کالومبی آلبرکو، مشاوره ارائه نمی‌دهد، کار می‌کند، سهام ندارد یا از هیچ شرکت یا سازمانی که ممکن است از انتشار این مقاله سود ببرند، بودجه دریافت نمی‌کند و تنها ارتباط مهم خود را به عنوان یک مقام آکادمیک اعلام کرده است.