Chemie-Nobelpreis 2022: Ausgezeichnete „Click-Chemie“
Der Nobelpreis für Chemie geht an K. Barry Sharpless, Morten Meldal und Carolyn Bertozzi für die Entwicklung des Konzepts der Click-Chemie und seine Anwendung in lebenden Zellen („Bioorthogonale Chemie“)
Der Fortschritt in der Chemie werde nicht nur durch Entdeckungen und Verbesserungen angetrieben, sondern auch durch die Formulierung von Konzepten, ist im „wissenschaftlich Hintergrund“ zu lesen, den die Königlich-Schwedischen Akademie der Wissenschaften gemeinsam mit der Bekanntgabe des diesjährigen Chemie-Nobelpreises veröffentlichte. Die diesjährigen Preisträger haben sich ihre Verdienste zu einem großen Teil durch neue Konzepte erworben – und zwar solche, die die Dinge nicht komplizierter, sondern einfacher gemacht haben.
Um die Jahrtausendwende herum prägte der US-Chemiker K. Barry Sharpless den Begriff der Click-Chemie: Auf dem Weg zu dem riesigen Arsenal möglicher Wirkstoffe (etwa für medizinische Anwendungen) sollten vor allem solche Reaktionen zur Anwendung kommen, die chemische Umwandlungen in möglichst hoher Ausbeute, unter Ausschluss von Nebenprodukten, unter einfache Reaktionsbedingungen und mit billigen Ausgangsstoffen ermöglichen. Einfach zusammenbringen – und schon macht‘s „click“. Wenig später realisierten Sharpless und der dänische Chemiker Morten Meldal unabhängig voneinander ein Paradebeispiel einer solchen Click-Reaktion: die Kupfer-katalysierte Azid-Alkin-Cycloaddition.
Das geht auch innerhalb von lebenden Zellen
Stanford-Professorin Carolyn Bertozzi hob die Click-Chemie nochmals auf eine neue Ebene: Sie entwickelte Click-Reaktionen, die sich im Inneren lebender Zellen abspielen, ohne die sonstigen Stoffwechselvorgänge zu unterbrechen. Das geht, wenn die zur Anwendung gebrachten Reaktionen so spezifisch sind, dass selbst das hochfunktionalisierte biologische Milieu dem nicht in die Quere kommt. Dieses Prinzip, das unter dem Namen „Bioorthogonale Chemie“ bekannt wurde, wird heute breit angewandt – um die Chemie verschiedener Zelltypen besser kennenzulernen, aber auch um Wirkstoffe und Diagnostika gezielter zu designen.
Sharpless hat mit der diesjährigen Auszeichnung etwas erreicht, was nur wenigen vor ihm gelang: zweimal den Nobelpreis für dasselbe Fach zu bekommen – in Chemie war das vor ihm nur Frederick Sanger gelungen. Bereits 2001 wurde Sharpless für chiral katalysierte Oxidationsreaktionen ausgezeichnet.
