Click chemistry, scienza vincitrice del Nobel che potrebbe ‘cambiare il mondo’

Barry Sharpless, uno dei tre vincitori del Nobel per la chimica di quest'anno per la chimica dei clic

Barry Sharpless, uno dei tre vincitori del Nobel per la chimica di quest’anno per la chimica dei clic.

Il Premio Nobel per la Chimica è stato assegnato mercoledì a tre scienziati per il loro lavoro sulla chimica dei clic, un modo per unire le molecole come i Lego che gli esperti dicono che presto “cambierà il mondo”.

Ma come funziona esattamente?

Immagina due persone che camminano in una stanza quasi vuota l’una verso l’altra e poi si stringono la mano.

“È così che viene eseguita una reazione chimica classica”, ha detto Benjamin Schumann, chimico dell’Imperial College di Londra.

Ma cosa succede se ci sono molti mobili e altre persone che intasano la stanza?

“Potrebbero non incontrarsi”, ha detto Schumann.

Ora immagina che quelle persone fossero molecole, piccoli gruppi di atomi che costituiscono la base della chimica.

“La chimica del clic consente a due molecole che si trovano in un ambiente in cui hai molte altre cose in giro” di incontrarsi e unirsi l’una con l’altra, ha detto all’AFP.

Anche il modo in cui la chimica dei clic unisce gli elementi costitutivi molecolari viene spesso paragonato ai Lego.

Ma Carolyn Bertozzi, che ha condiviso il Nobel per la chimica di quest’anno con Barry Sharpless e Morten Meldal, ha detto che ci sarebbe voluto un tipo molto speciale di Lego.

Anche se due Lego fossero “circondati da milioni di altri giocattoli di plastica molto simili” si sarebbero semplicemente agganciati l’uno all’altro, ha detto ad AFP.

Premio Nobel per la Chimica 2022

Premio Nobel per la Chimica 2022.

“Cambiato campo di gioco”

Intorno all’anno 2000, Sharpless e Meldal hanno scoperto separatamente una specifica reazione chimica utilizzando ioni di rame come catalizzatore che “ha cambiato il campo di gioco” ed è diventato “la crema del raccolto”, ha detto Silvia Diez-Gonzalez, chimica dell’Imperial College di Londra.

Il rame ha molti vantaggi, incluso il fatto che le reazioni potrebbero coinvolgere l’acqua ed essere eseguite a temperatura ambiente piuttosto che a calore elevato, il che può complicare le cose.

Questo particolare modo di collegare le molecole era molto più flessibile, efficiente e mirato di quanto non fosse mai stato possibile prima.

Dalla sua scoperta, i chimici hanno scoperto tutti i diversi tipi di architettura molecolare che possono costruire con i loro nuovi speciali blocchi Lego.

“Le applicazioni sono quasi infinite”, ha affermato Tom Brown, un chimico britannico dell’Università di Oxford che ha lavorato sulla chimica del clic del DNA.

Ma c’era un problema nell’usare il rame come catalizzatore. Può essere tossico per le cellule degli organismi viventi, come gli esseri umani.

Quindi Bertozzi ha costruito sulle basi del lavoro di Sharpless e Meldal, progettando un “modo senza rame di usare la chimica dei clic con i sistemi biologici senza ucciderli”, ha detto Diez-Gonzalez.

In precedenza le molecole scattavano insieme in una linea dritta e piatta, come una cintura di sicurezza, ma Bertozzi ha scoperto che costringerle “a essere un po’ piegate” rendeva la reazione più stabile, ha detto Diez-Gonzalez.

Bertozzi ha chiamato il campo che ha creato chimica bioortogonale: ortogonale significa che si intersecano ad angolo retto.

‘Punta dell’iceberg’

Diez-Gonzalez si è detta “un po’ sorpresa” dal fatto che il campo sia stato premiato con un Nobel così presto, perché “non ci sono ancora molte applicazioni commerciali là fuori”.

Ma il futuro sembra luminoso.

“Siamo un po’ sulla punta dell’iceberg”, ha detto la presidente dell’American Chemical Society Angela Wilson, aggiungendo che questa “chimica cambierà il mondo”.

Bertozzi ha detto che ci sono così tanti potenziali usi per la chimica dei clic, che “non riesco nemmeno a enumerarli”.

Un uso è per lo sviluppo di nuovi farmaci mirati, alcuni dei quali potrebbero implicare “fare chimica all’interno di pazienti umani per assicurarsi che i farmaci vadano nel posto giusto”, ha detto alla conferenza del Nobel.

Il suo laboratorio ha avviato la ricerca su potenziali trattamenti per il COVID grave, ha aggiunto.

Un’altra speranza è che possa portare a un modo più mirato per curare il cancro, oltre a far sì che la chemioterapia diagnosticata abbia effetti collaterali minori e meno gravi.

Ha persino creato un modo per far diventare fluorescenti i batteri che causano la malattia dei legionari in modo che sia più facile individuarli nelle riserve d’acqua.

La chimica del clic è già stata utilizzata “per creare polimeri molto, molto durevoli” che proteggono dal calore, così come in forme di colla nella nanochimica, ha detto Meldal all’AFP.

Wilson ha affermato che altre applicazioni future includono farmaci personalizzati, farmaci antibatterici e antivirali, agenti schiarenti e altro ancora.

“Penso che rivoluzionerà completamente tutto, dalla medicina ai materiali”, ha detto.


Premio Nobel per tre chimici che hanno fatto ‘clic’ le molecole


© 2022 AFP

Citazione: Click chemistry, scienza vincitrice del Nobel che potrebbe “cambiare il mondo” (2022, 6 ottobre) recuperata il 6 ottobre 2022 da https://phys.org/news/2022-10-click-chemistry-nobel-winning-science- mondo.html

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