Нобелевская премия по химии 2026 года присуждена Кагану и Соаи за работы о том, как могут возникать молекулы только одной хиральности

Шведская королевская академия наук 7 октября объявила, что Нобелевская премия по химии 2026 года присуждена Анри Б. Кагану из Университета Париж-Юг (Франция) и Кэнсо Соаи из Токийского университета науки (Япония). Академия отмечает их за открытие нелинейных эффектов и автокатализа в асимметрическом органическом синтезе и заявляет, что они нашли ответ на давнюю загадку: как химия может отдавать предпочтение лишь одной из двух зеркальных форм молекулы. Каган, родившийся в 1930 году в Булонь-Бийанкуре, — почётный профессор тогдашнего Университета Париж-Юг; Соаи, родившийся в 1950 году в Хиросиме, — почётный профессор Токийского университета науки. Премия в размере 12 миллионов шведских крон будет разделена между ними поровну. Как сообщает Nature, звонок застал Соаи, когда он ходил за покупками недалеко от дома.

Многие молекулы, в том числе аминокислоты, существуют в двух вариантах, которые являются зеркальными отражениями друг друга, подобно левой и правой руке. Однако живые организмы используют лишь один из двух — это свойство химики называют гомохиральностью; как отмечает Академия, термин происходит от греческих слов «одинаковый» и «рука». По данным Академии, когда химики проводили реакции, способные давать любую из форм, в их пробирках неизменно оказывалось равное количество обеих. Это имело значение не только в теории, но и на практике, поясняет Академия, поскольку у молекул, предназначенных для воздействия на живые существа, например у лекарств, желаемым эффектом обладает только одна из двух форм. Nature приводит пример: молекула DNA имеет правую форму, тогда как аминокислоты в живых организмах — левые.

По словам Академии, первый решающий шаг сделал Каган в 1986 году, предложив новый способ управления химическими реакциями, который позволил ему получить больший избыток одного из зеркальных отражений, чем химики считали возможным. Nature описывает это как демонстрацию того, что небольшой дисбаланс в хиральности катализатора может усиливаться в продуктах реакции. Соаи развил эти результаты. Как сообщает Академия, в ключевой публикации 1995 года описывалось, как он разработал первую реакцию, потенциально способную быть гомохиральной, а в 2003 году он представил реакцию, в которой образовывалось только одно из двух зеркальных отражений, — чего, по словам Академии, прежде не удавалось достичь никому, кроме самой жизни. Как сообщает Nature, в эксперименте Соаи 1995 года продукт реакции служил её собственным катализатором, а начальный избыток одной из форм всего в 2% вырос до 87%.

Nature вписывает эту работу в более долгую историю исследований. Журнал напоминает, что физик-теоретик Чарльз Франк из Бристольского университета в 1953 году предположил, что реакция, способная производить собственный хиральный катализатор, будет самоусиливающейся и позволит одному из зеркальных отражений возобладать. Лауреаты Нобелевской премии по химии 2001 года Уильям Ноулз, Рёдзи Ноёри и Барри Шарплесс использовали хиральные катализаторы, чтобы направлять реакции в сторону одного варианта молекулы; по данным Nature, Каган и Соаи пошли на шаг дальше, разработав реакции, которые производят собственный хиральный катализатор, и тем самым воплотили идею Франка на практике. Химик-органик из Бристоля Джонатан Клейден сказал Nature, что Каган продемонстрировал принцип, а реакция Соаи дала первый реальный пример. Хайнер Линке, председатель Нобелевского комитета по химии, заявил, что лауреаты разгадали «химическую загадку, которой более века».

Исследователи, которых цитирует Nature, также видят связь с происхождением жизни. Фуркан Озтюрк, исследователь в области пребиотической химии из Калифорнийского технологического института, сказал Nature, что работа вызвала широкий интерес у тех, кто пытается объяснить, почему биологические молекулы, такие как аминокислоты и нуклеиновые кислоты, обычно встречаются в одной хиральной форме. Он предостерегает, что реакция Соаи зависит от условий и реагентов, плохо согласующихся с условиями ранней Земли, отмечая, в частности, что она не может протекать в воде, но считает, что её базовые принципы ещё многому могут научить. Химик-синтетик из Оксфорда Стивен Флетчер сказал Nature, что, по его мнению, премия может возродить попытки установить биологическую значимость этой реакции.