Plus

Nobelprijs scheikunde voor moleculenbouwers: Enzymen namaken is nu stuk simpeler

De Nobelprijs voor scheikunde gaat naar een Duitser en een Amerikaan die op een slimme manier complexe moleculen maakten.

De bekendmaking van de winnaars van de Nobelprijs voor scheikunde aan Benjamin List en David MacMillan, woensdag in Stockholm. Beeld EPA
De bekendmaking van de winnaars van de Nobelprijs voor scheikunde aan Benjamin List en David MacMillan, woensdag in Stockholm.Beeld EPA

Een scheikundige maakt nieuwe materialen. Soms is dat eenvoudig: je mengt wat chemicaliën en de gesplitste bestanddelen klitten aaneen tot de gewenste moleculen. Vaak zijn er hulpstoffen nodig, om de reactie op gang te helpen of om de juiste delen bij elkaar te brengen. Katalysatoren noemen scheikundigen deze hulpstoffen. De leek kent ze van de uitlaat van een auto, waar een speciaal metaal helpt de schadelijke gassen om te zetten in onschuldige producten zoals stikstof en water.

De chemie heeft allerlei katalysatoren ontwikkeld die reacties soepeler of efficiënter maken. Maar voor de synthese van complexe moleculen, zoals geneesmiddelen, schieten deze hulpstoffen – het zijn allemaal metalen of mengsels daarvan – tekort. Dan komt het erop aan dat alle componenten in de juiste volgorde en in de juiste ruimtelijke structuur worden gekoppeld. De natuur heeft daar uitstekende katalysatoren voor: enzymen. ­Deze zijn echter zelf weer veel te ingewikkeld om na te maken.

De Duitser Benjamin List en de ­Amerikaan David MacMillan combineerden de twee werelden. Ze ontwikkelden katalysatoren met de natuurlijke perfectie van een enzym, maar dan van een verbluffende eenvoud. Voor die prestatie worden ze dit jaar geëerd met de Nobelprijs voor scheikunde.

Kluwen van bouwstenen

Een enzym is een gigantisch molecuul, een kluwen van aan elkaar gekoppelde bouwstenen, veelal aminozuren. Het echte werk wordt echter door één of enkele aminozuren gedaan. Kan ik dan niet toe met één simpel aminozuur, vroeg List zich af. En hij probeerde het gewoon. Met proline, een aminozuur dat begin jaren zeventig al eens was getest als katalysator, maar zonder succes. In de synthese die List testte, deed proline het juist uitstekend. Zijn vondst opende de deur voor allerlei andere zogeheten organische katalysatoren.

In diezelfde tijd, rond de eeuwwisseling, deed MacMillan iets soortgelijks. De metalen fungeren als katalysator doordat ze een brug vormen voor de elektronenoverdracht tussen de stoffen die uit zichzelf niet zo makkelijk met elkaar reageren. MacMillan ontwierp kleine organische moleculen die ook elektronen konden overdragen. Ook dat werkte.

MacMillan bouwde zelfs katalysatoren waarmee hij de gewenste ruimtelijke structuur kon verkrijgen. Veel geneesmiddelen danken hun werkzaamheid niet alleen aan hun samenstelling, maar ook aan hun opbouw.

Ingenieuze ontdekking

Het bekendste voorbeeld is softenon, dat als middel tegen onder andere zwangerschapsmisselijkheid op de markt kwam. Tijdens de productie ontstond ook de gespiegelde vorm van dit middel, dat ernstige afwijkingen bij het ongeboren kind bleek te veroorzaken. Met de organische katalysatoren is het nu beter mogelijk alleen de gewenste vorm te produceren.

Het is een ingenieuze ontdekking, oordeelt het Nobelcomité. Zo simpel dat een mens zich afvraagt waarom niemand dit eerder heeft bedacht. Kennelijk zagen List en MacMillan iets waar anderen zich blindstaarden op een vertroebelende hoeveelheid kennis.

Meer over

Wilt u belangrijke informatie delen met Het Parool?

Tip hier onze journalisten


Op alle verhalen van Het Parool rust uiteraard copyright.
Wil je tekst overnemen of een video(fragment), foto of illustratie gebruiken, mail dan naar copyright@parool .nl.
© 2021 DPG Media B.V. - alle rechten voorbehouden