Nobelova cena za chemii se uděluje od roku 1901. Jeho prvním laureátem se stal Jacob van't Hoff. Tento vědec získal cenu za jím objevené zákony osmotického tlaku a chemické dynamiky. Samozřejmě nelze v rámci jednoho článku vyprávět o všech laureátech. Budeme hovořit o těch nejznámějších a také o těch, kterým byla v posledních letech udělena Nobelova cena za chemii.
Ernest Rutherford
Jedním z nejznámějších chemiků je Ernest Rutherford. Za výzkum rozpadu radioaktivních prvků obdržel v roce 1908 Nobelovu cenu. Roky života tohoto vědce jsou 1871-1937. Je to anglický fyzik a chemik narozený na Novém Zélandu. Díky úspěchu při studiu na Nelson College získal stipendium, které mu umožnilo odjet do Christchurch, novozélandského města, kde sídlila Canterbury College. V roce 1894 se Rutherford stal bakalářem věd. Po nějaké době získal vědec stipendium na University of Cambridge v Anglii a přestěhoval se do této země.
V roce 1898 začal Rutherford provádět důležité experimenty související ss radioaktivním uranem. Po nějaké době jím byly objeveny dva jeho typy: paprsky alfa a paprsky beta. Ti první pronikají jen na krátkou vzdálenost, zatímco ti druzí pronikají mnohem více. Po nějaké době Rutherford zjistil, že thorium emituje speciální radioaktivní plynný produkt. Tento jev nazval „emanace“(emise).
Nový výzkum ukázal, že aktinium a radium také vycházejí. Rutherford na základě svých objevů dospěl k důležitým závěrům. Zjistil, že paprsky alfa a beta vyzařují všechny radioaktivní prvky. Jejich radioaktivita navíc po určité době klesá. Na základě zjištění lze učinit důležitý předpoklad. Všechny radioaktivní prvky známé vědě, jak vědec dospěl k závěru, jsou zahrnuty do stejné rodiny atomů a snížení radioaktivity může být vzato jako základ pro jejich klasifikaci.
Marie Curie (Sklodowska)
První ženou, která získala Nobelovu cenu za chemii, byla Marie Curie. Tato významná událost pro vědu se odehrála v roce 1911. Nobelova cena za chemii jí byla udělena za objev polonia a radia, izolaci radia a za studium sloučenin a povahy druhého prvku. Maria se narodila v Polsku, po nějaké době se přestěhovala do Francie. Roky jejího života jsou 1867-1934. Curie získal Nobelovu cenu nejen za chemii, ale také za fyziku (v roce 1903 spolu s Pierrem Curiem a Henri Becquerelem).
Marie Curie musela čelit skutečnosti, že ženy ve své doběcesta k vědě byla prakticky uzavřena. Nebyli přijati na varšavskou univerzitu. Rodina Curieových byla navíc chudá. Marii se však podařilo vystudovat v Paříži.
Nejdůležitější úspěchy Marie Curie
Henri Becquerel v roce 1896 objevil, že sloučeniny uranu vyzařují záření, které může proniknout hluboko. Becquerelovo záření, na rozdíl od toho, které objevil W. Roentgen v roce 1895, nebylo výsledkem buzení z nějakého vnějšího zdroje. Byla to vnitřní vlastnost uranu. Mary se o tento fenomén zajímala. Počátkem roku 1898 ji začala studovat. Výzkumník se snažil zjistit, zda existují další látky, které mají schopnost tyto paprsky vysílat. V prosinci 1898 objevili Pierre a Marie Curie 2 nové prvky. Byly pojmenovány radium a polonium (na počest Mariiny vlasti Polska). Následovaly práce na jejich izolaci a studium jejich vlastností. V roce 1910 Maria spolu s André Debirnem izolovala radium v jeho čisté podobě. Výzkumný cyklus zahájený před 12 lety byl tedy dokončen.
Linus Carl Pauling
Tento muž je jedním z největších chemiků. V roce 1954 obdržel Nobelovu cenu za studium podstaty chemické vazby a také za její použití k objasnění struktury sloučenin.
Paulovské roky – 1901-1994. Narodil se v USA, ve státě Oregon (Portland). Pauling jako výzkumník dlouhou dobu studoval rentgenovou krystalografii. Zajímalo ho, jak paprsky procházejí krystalem a charakteristikouobrázek. Z tohoto výkresu bylo možné určit atomovou strukturu odpovídající látky. Pomocí této metody vědec studoval povahu vazeb v benzenu, stejně jako v jiných aromatických sloučeninách.
V roce 1928 vytvořil Pauling teorii hybridizace (rezonance) chemických vazeb, které se vyskytují v aromatických sloučeninách. V roce 1934 vědec obrátil svou pozornost k biochemii, zejména k biochemii proteinů. Spolu s A. Mirskym vytvořil teorii funkce a struktury bílkovin. Tento vědec spolu s C. Corwellem studoval vliv saturace kyslíkem (oxygenace) na magnetické vlastnosti proteinu hemoglobinu. V roce 1942 se výzkumníkovi podařilo změnit chemickou strukturu globulinů (proteinů nacházejících se v krvi). V roce 1951 publikoval Pauling spolu s R. Coreym práci o molekulární struktuře proteinů. Byl to výsledek 14 let práce. Pomocí rentgenové krystalografie ke studiu proteinů ve svalech, vlasech, vlasech, nehtech a dalších tkáních učinili vědci důležitý objev. Zjistili, že řetězce aminokyselin v proteinech jsou stočeny do šroubovice. To byl velký pokrok v biochemii.
S. Hinshelwood a N. Semenov
Pravděpodobně budete chtít vědět, zda existují ruští nositelé Nobelovy ceny za chemii. I když někteří naši krajané byli na tuto cenu nominováni, dostal ji pouze N. Semenov. Spolu s Hinshelwoodem mu byla v roce 1956 udělena cena za výzkum mechanismu chemických reakcí.
Hinshelwood - anglický vědec (roky života - 1897-1967). Jeho hlavní práce se týkala studia řetězureakce. Zkoumal homogenní analýzu a také mechanismus reakcí tohoto typu.
Semenov Nikolaj Nikolajevič (roky života - 1896-1986) – ruský chemik a fyzik původem z města Saratov. První vědecký problém, který ho zajímal, byla ionizace plynů. Vědec, ještě jako student univerzity, napsal první článek o srážkách mezi molekulami a elektrony. Po nějaké době začal hlouběji studovat procesy rekombinace a disociace. Kromě toho se začal zajímat o molekulární aspekty kondenzace par a adsorpce probíhající na pevném povrchu. Jím provedený výzkum umožnil najít vztah mezi teplotou povrchu, ze kterého se kondenzace provádí, a hustotou par. V roce 1934 vědec publikoval práci, ve které dokázal, že mnoho reakcí, včetně polymerizace, probíhá pomocí mechanismu rozvětvené nebo řetězové reakce.
Robert Burns Woodward
Všichni laureáti Nobelovy ceny za chemii významně přispěli k vědě, ale R. Woodward vyniká zejména. Jeho úspěchy jsou velmi důležité i dnes. Tento vědec získal v roce 1965 Nobelovu cenu. Získal ji za zásluhy v oblasti organické syntézy. Roky Robertova života jsou 1917-1979. Narodil se v USA, v americkém městě Boston, které se nachází ve státě Massachusetts.
Woodward dosáhl svého prvního úspěchu na poli chemie během druhé světové války, kdy byl konzultantem společnosti Polaroid Corporation. Kvůli válce byl nedostatek chininu. Jde o antimalarikum, které se používalo i při výrobě čoček. Woodward a W. Doering, jeho kolega, za použití snadno dostupných materiálů a standardního vybavení již po 14 měsících práce provedli syntézu chininu.
O tři roky později tento vědec společně se Schrammem vytvořil proteinový analog spojením aminokyselin do dlouhého řetězce. Výsledné polypeptidy byly použity při výrobě umělých antibiotik a plastů. Navíc se s jejich pomocí začal studovat metabolismus bílkovin. Woodward v roce 1951 začal pracovat na syntéze steroidů. Mezi získanými sloučeninami byly lanosterol, chlorofyl, reserpin, kyselina lysergová, vitamin B12, kolchicin, prostaglandin F2a. Následně se řada jím získaných sloučenin a zaměstnanců institutu Ciba Corporation, jehož byl ředitelem, začala používat v průmyslu. Nefalosporin C byl jedním z nejdůležitějších z nich. Je to antibiotikum penicilinového typu, které se používá proti infekčním onemocněním způsobeným bakteriemi.
Náš seznam laureátů Nobelovy ceny za chemii bude aktualizován o jména vědců, kteří ji obdrželi v 21. století, ve druhém desetiletí.
A. Suzuki, E. Negishi, R. Heck
Tito výzkumníci byli oceněni za vývoj nových způsobů vzájemného propojení atomů uhlíku za účelem vytvoření komplexních molekul. V roce 2010 jim byla udělena Nobelova cena za chemii. Hyuk a Negishi jsou Američané, zatímco Akiro Suzuki je japonským občanem. Jejich cílem bylo vytvořit složité organické molekuly. Ve škole se učíme ože organické sloučeniny mají ve svém složení atomy uhlíku, které tvoří kostru molekuly. Dlouhou dobu bylo problémem vědců, že atomy uhlíku se obtížně kombinují s jinými atomy. Díky katalyzátoru vyrobenému z palladia bylo možné tento problém vyřešit. Působením katalyzátoru se atomy uhlíku začaly vzájemně ovlivňovat a vytvářet složité organické struktury. Těmito procesy se zabývali letošní nositelé Nobelovy ceny za chemii. Téměř současně byly provedeny reakce pojmenované po těchto vědcích.
R. Lefkowitz, M. Karplus, B. Kobilka
Lefkowitz (na obrázku výše), Kobilka a Karplus jsou vítězi Nobelovy ceny za chemii za rok 2012. Ocenění získali tři z těchto vědců za studii receptorů spřažených s G-proteinem. Robert Lefkowitz je americký občan narozený 15. dubna 1943. Hlavní část jeho výzkumu je věnována práci bioreceptorů a transformaci jejich signálů. Lefkowitz podrobně popsal funkční znaky, strukturu a sekvenci β-adrenergních receptorů a také 2 typy regulačních proteinů: β-arestiny a GRK kinázy. Tento vědec v 80. letech 20. století spolu s kolegy naklonoval gen zodpovědný za fungování β-adrenergního receptoru.
B. Kobilka je rodák z USA. Narodil se v Little Falls v Minnesotě. Po ukončení studia pracoval výzkumník pod dohledem Lefkowitze.
Nobelova cena za chemii za rok 2012 byla udělena také M. Karplusovi. Narodil se v roce 1930 ve Vídni. Karplus bylpochází z židovské rodiny, která se musela přestěhovat do Spojených států, prchající před pronásledováním nacistů. Hlavním oborem výzkumu tohoto vědce byla nukleární magnetická spektroskopie, kvantová chemie a kinetika chemických procesů.
M. Karplus, M. Levitt, A. Warshel
Nyní přejděme k vítězům cen za rok 2013. Vědci Karplus (na obrázku níže), Warshel a Levitt jej obdrželi za své modely složitých chemických systémů.
M. Levitt se narodil v Jižní Africe v roce 1947. Když mu bylo 16, Michaelova rodina se přestěhovala do Spojeného království. V Londýně nastoupil v roce 1967 na King's College a poté pokračoval ve studiu na University of Cambridge. Jeho působení v Laboratoři molekulární biologie této univerzity je spojeno s tvorbou modelů prostorových struktur tRNA. Michael je považován za jednoho ze zakladatelů počítačového modelování a studia struktur různých proteinových molekul (hlavně proteinů).
Nobelova cena za chemii za rok 2013 byla udělena také Ari Warschelovi. Narodil se v Palestině v roce 1940. V letech 1958-62. sloužil jako kapitán v Izraelských obranných silách a poté začal studovat na Jeruzalémském institutu. V letech 1970-72. působil na Weizmannově institutu jako odborný asistent a od roku 1991 se stal profesorem biologie a chemie v jižní Kalifornii. Warshall je považován za jednoho ze zakladatelů počítačové enzymologie, odvětví biologie. Zabýval se studiem mechanismů a struktury katalytického působení a také strukturou molekul enzymů.
Sh. Hell, E. Betzig a W. Merner
Nobelova cena za chemii za rok 2014 byla udělena Mernerovi, Betzigovi a Hellovi. Tito vědci vytvořili nové metody mikroskopie, které překonávají možnosti světelného mikroskopu, na který jsme zvyklí. Výsledky jejich práce nám umožňují uvažovat o drahách molekul uvnitř buněk živých organismů. Díky těmto metodám je například možné sledovat chování proteinů odpovědných za výskyt Parkinsonovy a Alzheimerovy choroby. V současné době je výzkum těchto vědců stále více využíván ve vědě a medicíně.
Hell se narodilo v roce 1962 v Rumunsku. Nyní je německým občanem. Eric Betzig se narodil v roce 1960 v Michiganu. William Merner se narodil v roce 1953 v Kalifornii.
Hell pracuje na mikroskopii STED založené na spontánně potlačené emisi od 90. let. První laser v něm je excitován, dokud se neobjeví fluorescenční záře registrovaná přijímačem. Další laser se používá ke zlepšení rozlišení zařízení. Merner a Betzig, Hellovi kolegové, nezávisle na sobě provádějící vlastní výzkum, položili základy dalšího typu mikroskopie. Mluvíme o mikroskopii jednotlivých molekul.
T. Lindahl, P. Modric a Aziz Sanjar
Nobelovou cenu za chemii za rok 2015 získali Švéd Lindahl, Američan Modric a Turk Sandjar. Vědci, kteří ocenění sdíleli, nezávisle vysvětlili a popsali mechanismy, kterými buňky „opravují“DNA a chrání genetickou informaci před poškozením. Proto jim byla v roce 2015 udělena Nobelova cena za chemii.rok.
Vědecká komunita v 60. letech 20. století byla přesvědčena, že tyto molekuly jsou extrémně odolné a zůstávají prakticky nezměněny po celý život. Biochemik Lindahl (nar. 1938) při svém výzkumu v Karolinska Institute ukázal, že v práci DNA se hromadí různé defekty. To znamená, že musí existovat přirozené mechanismy, kterými se „oprava“molekul DNA provádí. Lindahl v roce 1974 našel enzym, který z nich odstraňuje poškozený cytosin. V 80. a 90. letech 20. století vědec, který se do té doby přestěhoval do Spojeného království, ukázal, jak funguje glykosyláza. Jedná se o speciální skupinu enzymů, které pracují v první fázi opravy DNA. Vědec byl schopen reprodukovat tento proces v laboratoři (takzvaná "excizní oprava").
Další nositelé Nobelovy ceny za chemii za rok 2015 si zaslouží pozornost. Aziz Sanjar se narodil v roce 1946 v Turecku. Získal lékařský titul v Istanbulu, poté několik let pracoval jako venkovský lékař. V roce 1973 se však Aziz začal zajímat o biochemii. Vědce zasáhla skutečnost, že bakterie po obdržení dávky ultrafialového záření, které je pro ně smrtící, rychle obnoví svou sílu, pokud je ozařování prováděno v modrém spektru viditelného rozsahu. Sanjar již v laboratoři v Texasu identifikoval a naklonoval gen pro enzym, který je zodpovědný za eliminaci škod způsobených ultrafialovým zářením (fotolyáza). Tento objev v 70. letech nevzbudil na amerických univerzitách velký zájem a vědec se vydal na Yale. Právě zde popsal druhý systém pro „opravu“buněk poté, co byly vystaveny ultrafialovému světlu.
Paul Modric (narozen v roce 1946) se narodil v USA (Nové Mexiko). Objevil způsob, jak se v procesu buněčného dělení opravují chyby, které se během dělení objevily v DNA.
Takže už víme, kdo získal Nobelovu cenu za chemii za rok 2015. Zbývá jen hádat, kdo toto ocenění získá příští rok, 2016. Rád bych věřil, že v blízké budoucnosti se prosadí i domácí vědci a objeví se noví nositelé Nobelovy ceny za chemii z Ruska.
