Что такое гомохиральность и почему она позволила получить Нобелевскую премию по химии 2026 года

На первый взгляд правая и левая руки кажутся одинаковыми. У них одинаковое количество пальцев, одинаковая форма и одинаковый размер. Однако их невозможно идеально наложить друг на друга. В химии с многими молекулами, необходимыми для жизни, происходит нечто подобное. Они могут существовать в двух почти одинаковых вариантах, но ориентированных как зеркальные отражения друг друга. «Выяснение того, как природа выбирает только один из этих вариантов, стало открытием, за которое француз Анри Каган и японец Кенсо Соаи получили Нобелевскую премию по химии 2026 года». Проблема, которую они пытались решить, была одной из самых глубоких в современной химии. Многие биологические молекулы существуют в двух возможных формах, известных как зеркальные образы. Учёные называют их хиральными молекулами — слово, происходящее от греческого термина, означающего «рука». Хотя обе версии обладают практически одинаковыми физическими свойствами, они могут вести себя совершенно по-разному при взаимодействии с живыми организмами. «Одна из них может оказаться полезной для организма, а другая — не оказывать никакого воздействия или даже вызывать нежелательные последствия. Это различие особенно важно при производстве лекарственных препаратов. Живые организмы обладают одной примечательной особенностью: они используют почти исключительно одну из двух возможных версий многих фундаментальных молекул. Аминокислоты, из которых состоят белки, например, преимущественно встречаются в одной ориентации. Это явление известно как гомохиральность и на протяжении десятилетий оставалось одной из величайших загадок химии. «Вопрос был прост в формулировке, но сложен в ответе: если химия способна производить обе версии одной молекулы, почему жизнь почти всегда останавливалась на одной?» Каган начал давать ответ на этот вопрос в 1980-х годах. Его работа показала, что можно разработать химические реакции, способные отдавать предпочтение одной молекулярной ориентации перед другой. Это был первый шаг к целенаправленному контролю над этим выбором. «Спустя годы Соаи развил эту идею гораздо дальше. Он разработал необыкновенную химическую реакцию, способную усиливать крошечные различия до такой степени, что в результате получалась практически только одна версия молекулы. Как подчеркнул Нобелевский комитет, это был первый случай, когда химическая реакция смогла спонтанно сгенерировать единственное зеркальное отражение молекулы. «Шведская академия кратко сформулировала важность этого достижения одной убедительной фразой: за пределами самой природы никому раньше не удавалось совершить подобный подвиг». Это открытие имело гораздо более широкие последствия, чем казалось изначально. Сегодня фармацевтическая промышленность повсеместно использует стратегии, основанные на этих открытиях, для более точного производства лекарственных средств. «Причина проста. Многие терапевтические соединения существуют в двух хиральных вариантах». Одна из них может быть причиной благотворного эффекта, к которому стремятся врачи, в то время как другая может оказаться менее эффективной или вызывать нежелательные побочные эффекты. Контроль над тем, какая версия производится, стал ключевым вопросом при разработке новых методов лечения. «Именно поэтому многие специалисты считают, что большую часть современной фармацевтической химии было бы трудно представить без вклада Кагана и Соаи». «Лекарства, которые мы имеем сегодня, были бы невозможны без этой химии», — заявил Ригоберто Эрнандес, президент Американского химического общества. «Но эта премия признает не только практическое применение. Она также отмечает глубокое изменение в понимании природы». «На протяжении более ста лет учёные пытались понять, как возникает гомохиральность и почему жизнь, казалось, всегда склоняется к одной из версий определённых молекул. Работы Кагана и Соаи продемонстрировали, что такое предпочтение может возникать и усиливаться благодаря конкретным химическим механизмам». Для исследователей, изучающих происхождение жизни, это открытие даёт важную подсказку о том, как могли сформироваться первые сложные биологические системы». 95-летний Анри Каган сделал свою научную карьеру во Франции и считается многими коллегами одним из родоначальников современной асимметричной химии. 76-летний Кенсо Соаи продолжил исследования в этом направлении, пока не добился химической реакции, которая сегодня считается одним из классических примеров в этой области науки."