Mekaaninen sidos teki mahdolliseksi molekyylikoneet

Fraser Stoddart kiertää maailmaa tieteen lähettiläänä.

”Kemia on nuori tieteenala jossa oli vielä tilaa uuden sidoksen löytymiselle”, toteaa kemian nobelisti Sir J. Fraser Stoddart.  

Stoddart oli tuomassa mekaanista sidosta kemistien työkalupakkiin. Löydön ansiosta molekyylejä voidaan kytkeä yhteen molekyylikoneiksi. Tyypillisiä ovat sukkulat, jotka seilaavat kahden molekyyliaseman väliä, molekyylikytkimet ja erilaiset hissit.

Kemian nobelisti kokee itsensä nykyisin tieteen lähettilääksi, joka kiertää maapalloa kertomassa tieteestä, luennoimassa ja antamassa haastatteluja toimittajille. Hän tapaa matkoillaan yhtä lailla valtioiden johtajia kuin tutkijoitakin. Stoddart on aktiivinen twitterissä.

Nobelisti ottaa selfietä Messukeskuksen edustalla.

Stoddart on syntyisin Skotlannista mutta tehnyt pitkän uran Yhdysvalloissa Northwestern-yliopistossa. Hänet palkittiin ranskalaisen Jean-Pierre Sauvagen ja hollantilaisen Ben Feringan kanssa kemian Nobelilla vuonna 2016.

Kolmikko kehitti menetelmiä, joiden avulla kemistit rakentavat orgaanisen kemian piirissä molekyylikoneita, kuten kytkimiä, sukkuloita ja hissejä. Molekyylikoneet teki mahdolliseksi aivan uusi sidostyyppi, mekaaninen sidos.

Stoddart vieraili luennoimassa maaliskuussa ChemBio-tapahtumassa Helsingin Messukeskuksessa.

Iltapäiväseminaarin alussa hän jakeli kainalossaan olevasta pahvilaatikosta purkkeja valitsemilleen eturivin henkilöille.

Stoddartin pahvilaatikko oli täynnä kuvan voidepurkkeja.

Purkin kyljestä selvisi, että kyse on silmänympärysvoiteesta. Syvempi tieto löytyi googlettamalla. Yhdysvalloissa Pasadenassa toimii nanotekniikkayritys PanaceaNano, jota Fraser Stoddart on ollut perustamassa vuonna 2015. Yritys etsii sovelluksia yliopistotutkimuksesta putkahtaneille nanoinnovaatioille, mukaan lukien Stoddartin nanomateriaali- ja molekyylikonekeksinnöt.
Kosmetiikkatehdas hyödyntää keksintöjä voiteissaan.

Jutun toimitus ja valokuvat Sisko Loikkanen

Nobelisti Ada Yonath kehittää uutta antibioottia ja tutkii kemiaa, joka synnytti elämän

Ada Yonath teki mahdottomasta mahdollisen ja selvitti, miltä ribosomit näyttävät. Vuonna 2009 hänet palkittiin kemian Nobelilla.

Ada Yonath on maailman johtavia ribosomitutkijoita. Hänellä on ribosomien rakenteesta vankkaa tietoa, jota hän nyt hyödyntää kehittääkseen täsmätoimista antibioottilääkettä. Uusi lääke blokkaisi hallitusti bakteerin ribosomin toiminnan. Yonath haluaa myös selvittää, kuinka elämä sai alkunsa.

Ada Yonath on sinnikäs tutkija. Kun hän aikoinaan alkoi tutkia ribosomien rakennetta, juuri kukaan ei uskonut hankkeen onnistuvan. Hopeless work, kollegat sanoivat. Ribosomin rakennetta pidettiin aivan liian monimutkaisena selvitettäväksi.

Proteiinista ja rna:sta koostuva ribosomi on kuin pahasti sotkeutunut lankarulla. Proteiinin aminohappo- ja ribosomin rna -ketjut ovat kietoutuneet sekavaksi sykkyräksi. Miten siitä ottaisi selvän? Yonath ei antanut periksi vaan jatkoi sinnikkäästi tehden aluksi pieniä ja lopulta suuria edistysaskeleita.
Vuonna 2009 hänen ansionsa huomattiin kemian Nobel-palkinnolla, jonka hän jakoi kahden muun ribosomitutkijan Venkatraman Ramakrishnanin ja Thomas Steitzin kanssa.

Noista ajoista kuva ribosomista on yhä täydentynyt, ja tällä hetkellä Yonath voi käyttää kertynyttä tietoa hyväksi uuden antibiootin kehittämisessä. Hän etsii lääkettä, joka tarttuu täsmällisesti bakteerin ribosomin strategisiin kohtiin estäen sen toiminnan.

Yonathilla on Weizmann-instituutissa Rehovotissa Israelissa apunaan kymmenen tutkijan ryhmä ja hyvät tutkimuslaitteet.

Yonathia askarruttaa myös kemia, joka mahdollisti elämän. Hän on tehnyt jo alustavia kokeita ja tietää nyt, kuinka tutkimusta kannattaa jatkaa.
Tällä hetkellä hän olettaa pienten rna-molekyylirakenteiden katalysoineen muinoin peptidisidoksen syntymistä. Peptidisidokset sitovat aminohapot yhteen pitkiksi ketjuiksi, jotka sykeröityvät kolmiulotteisiksi proteiineiksi.

Seuraavassa podcastissa Ada Yonath kertoo tutkimuksistaan.

Ada Yonath oli vuonna 2009 neljäs kemian Nobelilla palkittu naistutkija.

Jutun toimitus Sisko Loikkanen, valokuvat Sisko Loikkanen ja Juho Leikas

”En etsi elegantteja vaan käytännöllisiä ratkaisuja” – sanoo kemian nobelisti Barry Sharpless

Barry Sharpless

Barry Sharplessin tutkimusryhmästä on vuosien varrella putkahtanut ulos orgaanisen synteesin menetelmiä, joista on ollut huomattava hyöty teollisuudelle. Sharpless on innovatiivinen tutkija, joka yhä etsii uusia, toimivia ratkaisuja orgaanisten molekyylien valmistukseen. Ihanteena on täydellinen reaktio, jossa saanto on sata prosenttia eikä sivutuotteita synny ollenkaan.

Yhdysvaltalainen Barry Sharpless pokkasi vuonna 2001 puolet kemian Nobel-palkinnosta. Palkinto myönnettiin kiraalisten katalyyttisten hapetusreaktioiden kehittämisestä. Sharpless kehitti ryhmineen menetelmän, jossa syntyy stereokemialtaan tarkasti määriteltyä glysidolia. Reaktio tuottaa vain yhtä isomeeriä, joko R- tai S-muotoa eikä isomeerien seosta kuten yleensä orgaanisissa synteeseissä. Sharplessin menetelmällä on ollut valtava merkitys lääketeollisuudelle, joka käyttää glysidolia sydänlääkkeiden valmistukseen.

Sittemmin Sharpless on syventynyt click-kemiaan. Toiveena on saada lähtöaineet reagoimaan täydellisesti halutuksi tuotteeksi, suurella saannolla ilman sivureaktioita.

Sharpless kiinnostui kemiasta ja tutkimuksesta opiskellessaan Dartmouth Collegessa New Hampshiressa. Vuonna 1968 hän väitteli tohtoriksi Stanfordin yliopistossa ja toimi sen jälkeen professorina sekä Stanfordissa että MIT:ssa. Lähes kolmen vuosikymmenen ajan hän on kehittänyt kemian synteesejä Scripps Research –instituutissa Kaliforniassa. Tällä hetkellä hän tutkii click-kemiaa myös yhteistyössä Shanghain orgaanisen kemian instituutin kanssa.

Barry Sharpless vieraili maaliskuussa luennoimassa Helsingissä pidetyssä ChemBio- tapahtumassa Helsingin Messukeskuksessa, jossa oheinen haastattelu on tehty.

Barry Sharplessin työllä on ollut merkittävä vaikutus lääketeollisuudelle

Barry Sharplessin laboratoriossa on kehitetty tärkeitä menetelmiä kemian synteeseihin. Orgaanisen kemian professori Ari Koskinen Aalto-yliopistosta kertoo podcastissa Sharplessin Nobel-palkintotöistä, työstä click-kemian parissa ja click-kemian suuntauksista.

Nobelistit Barry Sharpless, Ada Yonath ja Fraser Stoddard keskustelivat ChemBion paneelissa, jota veti professori Ari Koskinen Aalto-yliopistosta (kuvassa oikealla).

Jutun toimitus Sisko Loikkanen, valokuvat Sisko Loikkanen ja Juho Leikas