Le mystère de l'homochiralité. Qu'est-ce qu'un prix Nobel de chimie
Le problème de la synthèse d'une des deux molécules "miroirs", que la nature elle-même fait, ne pouvait pas être résolu longtemps. C'est pour cette percée que Nobel a été donné. La découverte des lauréats contribuera également à la création de médicaments plus efficaces
Le prix Nobel de chimie en 2026 a été décerné à des scientifiques français et japonais Henri Kagan et Kenso Soai « pour des découvertes qui ont permis de contrôler les réactions chimiques conduisant à l'homochiralité ». Ils ont réussi à comprendre l'un des enjeux les plus importants des sciences naturelles - l'asymétrie de la matière vivante, disent les scientifiques interviewés par RBC. Quelle est l'essence des réalisations de Kagan et de Soai et ce que cela signifie pour la science et la médecine - dans notre matériel.
Qu'est-ce que l'homochiralité et les molécules miroirs
L'homochiralité est une propriété étonnante de la nature vivante, pour n'utiliser qu'une seule main de molécules, bien que les deux soient chimiquement possibles, dit biochimiste, généticien, microbiologiste Igor Nikulin. La composition et l'ordre de ces molécules sont les mêmes, mais ils ne peuvent pas être combinés dans l'espace. Ces paires sont appelées variants de mirror, ou énantiomères, ajoute Denis Vinnik, chef du département de chimie physique au MIPT.
Imaginez vos mains. Ce sont des images miroirs l'une de l'autre, mais elles ne peuvent pas être superposées l'une sur l'autre - comme le gant gauche ne s'adapte pas à la main droite. De nombreuses molécules existent sous deux formes, comme la main droite et la main gauche. En chimie, ils sont appelés forme L (gauche) et forme D (droite). L'homochiralité est quand un système n'utilise qu'une de ces formes. Par exemple, toutes les protéines de votre corps sont construites entièrement à partir d'acides L-amino, explique Nikulin.
Un autre exemple que Vinnik donne déjà est le carvon. L'une de ses formes sent la menthe et le cumin. Les récepteurs olfactifs les distinguent de la même manière qu'un gant ne correspond qu'à votre main, a-t-il dit.
Selon Nikulin, les chimistes pouvaient auparavant synthétiser des acides aminés en laboratoire, mais ils sont ensuite obtenus sous forme de mélange : 50% à gauche et 50% à droite. La vie sur Terre n'a été choisie que par la gauche. Pourquoi ? C'est le mystère principal de l'origine de la vie, dit Nikulin.
L'essence de la découverte scientifique
Comme indiqué dans le communiqué de presse du Comité Nobel, Kagan et Soai dans le cadre de leurs expériences ont cherché par des réactions chimiques à obtenir seulement une des variantes de -mirror, car, par exemple, applicable aux produits pharmaceutiques, nécessite l'énantiomère qui a l'effet désiré.
La première étape a été franchie par Kagan en 1986, lorsqu'il a réussi à augmenter la proportion d'une des molécules du miroir par suite d'une réaction chimique. Les expériences ont été poursuivies par Soai, qui a réussi en 2003 à n'en dériver pratiquement qu'un seul des deux énantiomères. Un tel résultat, en dehors de la nature, jusqu'à ce moment que personne ne puisse atteindre.
Sur plusieurs cycles successifs, la prépondérance initiale d'une des formes, même négligeable, augmente à une pureté énantiomère supérieure à 99,5 %. C'est le premier exemple d'autocatalyse asymétrique dans la réaction organique et des preuves convaincantes que l'asymétrie peut s'auto-renforcer dans un système purement chimique, sans l'implication de la biologie.
Importance pratique pour la science
La réalisation d'un Français et d'un prix Nobel japonais est importante pour comprendre l'origine de la vie et pour la chimie industrielle, en particulier pour les produits pharmaceutiques. Mais ne vous attendez pas à une pilule de Nobel de demain — la réaction de Soais fonctionne sur une classe étroite de composés, dit-il.
Nikulin est d'accord. L'homochiralité est une connaissance fondamentale, mais les maladies ne sont pas directement créées sur sa base. Cependant, la compréhension de la chiralité est essentielle pour les produits pharmaceutiques, souligne-t-il. Cette découverte, décernée au prix Nobel, est importante pour développer la production de médicaments sûrs pour les humains.
Un exemple historique frappant est la thalidomide [une pilule sédative pour dormir]. - RBC. L'un de ces médicaments a aidé à la toxicose des femmes enceintes, et l'autre a causé de graves anomalies congénitales. Comprendre la chiralité oblige les entreprises pharmaceutiques à synthétiser seulement la forme correcte, dit Nikulin.
La thalidomide a été synthétisée en Allemagne dans les années 1950, elle a été testée sur des animaux (mais pas sur des personnes enceintes) et a commencé à être utilisée en Occident comme moyen de supprimer la maladie du matin chez les femmes enceintes. L'interdiction d'usage a été introduite après que l'on a constaté que le médicament était la cause de la naissance d'enfants ayant des mains et des pieds sous-développés, ainsi que d'autres malformations.
Les effets secondaires causés par la thalidomide ont conduit à la création d'agences spéciales pour tester les médicaments, y compris le Drug Safety Committee et la Medicines Act 1968 au Royaume-Uni.
Les récepteurs dans le corps humain sont également chiraux, Nikulin continue. Le médicament leur vient comme une clé de la serrure. La main peut tout simplement ne pas travailler ou causer des effets secondaires, explique-t-il. Comprendre l'homogénéité est un indice de la façon dont la vie a choisi la main gauche pour construire des protéines. Cette connaissance sous-tend les produits pharmaceutiques modernes, rendant les médicaments plus sûrs et plus précis, conclut Nikulin.
