Nobelpristagarna löste över 100 år gammal kemisk gåta

Henri B. Kagan och Kenso Soai tilldelas årets Nobelpris i kemi för sina upptäckter av icke-linjära effekter och autokatalys i asymmetrisk organisk syntes. Det meddelade Kungliga Vetenskapsakademien. De båda forskarna belönas för att ha förklarat hur naturen kan skapa och förstärka molekylär asymmetri – en förutsättning för liv.

Kenso Soai, som deltog i presskonferensen via telefon, beskrev beskedet som en av de mest spännande dagarna i sitt liv. Han sade sig vara glad över att dela priset med Henri Kagan, en kemist han kallade berömd. Prissumman på tolv miljoner svenska kronor delas lika mellan de två pristagarna.

Pristagarnas arbete handlar om kirala molekyler, alltså molekyler som förekommer i två former som är varandras spegelbilder men som inte kan läggas ovanpå varandra. Heiner Linke, ordförande i Nobelkommittén för kemi, använde händerna som exempel: de är lika, men inte identiska. I levande organismer finns i praktiken bara en av de två spegelformerna. Aminosyror i proteiner är exempelvis vänsterhänta, medan sockerarterna i DNA och RNA är högerhänta. Varför livet valt just dessa former har varit en gåta i över hundra år.

Vid vanliga kemiska reaktioner i laboratoriet bildas normalt en jämn blandning av båda spegelformerna, ett så kallat racemat. Henri Kagan visade i mitten av 1980-talet att det går att rubba den balansen. Han utvecklade katalytiska metoder som gav ett betydligt större överskott av den ena spegelbilden än vad forskare tidigare hade trott var möjligt. Fenomenet kallas icke-linjära effekter – ett litet initialt överskott kan förstärkas på ett sätt som inte står i proportion till startmängden.

Omkring tio år senare tog Kenso Soai nästa steg. Han konstruerade den första kemiska reaktionen med potential att bli homokiral, det vill säga en reaktion där bara den ena av de två möjliga spegelbilderna bildas. Detta skedde genom autokatalys: reaktionsprodukten själv fungerade som katalysator för sin egen bildning och förstärkte därmed asymmetrin i systemet. Tillsammans har upptäckterna gett kemister verktyg för att styra vilken spegelbild som produceras.

Upptäckten har haft särskilt stor betydelse för läkemedelsindustrin. Kirala molekyler kan ha helt olika effekter i kroppen beroende på vilken spegelform de har. Historiskt har detta fått tragiska konsekvenser. Läkemedlet talidomid, som lanserades i slutet av 1950-talet, innehöll en blandning av två spegelformer. Den ena verkade lugnande och mot illamående, medan den andra orsakade allvarliga fosterskador. Skandalen ledde till att myndigheter världen över skärpte kraven på analys och kontroll av kirala läkemedel.

I dag är asymmetrisk syntes en central teknik inom kemisk industri. En stor del av den globala läkemedelsmarknaden bygger på kirala molekyler, och även bekämpningsmedel, smakämnen, dofter och avancerade material kräver selektiva framställningsmetoder av det slag som Kagan och Soai banade väg för. Deras arbete har också bidragit till mer resurseffektiva och miljövänliga katalytiska processer, eftersom de minskar behovet av stora mängder lösningsmedel och energikrävande separationssteg.

Henri B. Kagan är född 1930 i Boulogne-Billancourt i Frankrike och är professor emeritus vid Université Paris-Sud. Kenso Soai är född 1950 i Hiroshima i Japan och är professor emeritus vid Tokyo University of Science. Med årets pris uppmärksammar akademin ett forskningsfält som sträcker sig från grundläggande frågor om livets uppkomst till praktisk tillämpning i industriell skala.