Нобелевскую премию по химии присудили за молекулярные машины

Сегодня в Стокгольме объявили лауреатов Нобелевской премии по химии 2016 года. 108-я премия будет вручена Жан-Пьеру Соважу (Jean-Pierre Sauvage), сэру Фрейзеру Стоддарту (Sir J. Fraser Stoddart) и Бернарду Феринга (Bernard L. Feringa) с формулировкой «за проектирование и синтез молекулярных машин». Подробнее о работах лауреатов можно прочитать в пресс-релизе комитета.

Жан-Пьер Соваж разработал удобный метод для синтеза особого класса соединений — катенанов. Молекулы этих веществ состоят из двух колец, сцепленных друг с другом. Такие связи называются топологическими, или механическими. Работы Фрейзера Стоддарт расширяют список соединений с подобными «нехимическими» связями — его группа занималась синтезом и исследованием ротаксанов. Их молекулы состоят из длинной цепочки, на которую свободно надето кольцо. Благодаря двум крупным конструкциям на концах цепочки кольцо не может «свалиться» с нее. Стоддарту удалось показать, что кольцо может свободно перемещаться вдоль цепочки.

Бернард Феринга стал первым химиком, разработавшим и синтезировавшим молекулярный мотор — молекулу, которая под действием света претерпевала структурные изменения и начинала вращаться подобно лопасти ветряка в строго заданном направлении. В 1999 году с помощью молекулярных моторов ученому удалось заставить вращаться стеклянный цилиндр, который превосходил их по размерам в 10 тысяч раз.

Катенаны и ротаксаны также часто являются важными фрагментами современных молекулярных машин. Размещая на цепочках специальные фрагменты, способные менять свой заряд или другие свойства в результате внешних воздействий, ученые могут управлять вращением этих молекул. Так, например, были созданы «молекулярные насосы», способные переносить кольца вдоль цепей ротаксанов строго в определенном направлении. Также недавно мы сообщали о таком классе молекулярных машин, как «турникеты».

Нобелевская премия по химии 2015 года была вручена Томасу Линдалю, Полу Модричу и Азиз Санджар с формулировкой «за исследование механизмов репарации ДНК». Ученые раскрыли три важнейших механизма, позволяющих исправлять ошибки, которые возникают в ДНК под действием излучения или в ходе копирования. Это эксцизионная репарация (удаление поврежденных участков и замена их нормальными), вырезание одиночных нуклеотидов, поврежденных ультрафиолетом, и репарация ошибочно спаренных оснований. Если бы этих механизмов не существовало, ДНК не смогла бы исполнять свои основные функции носителя информации — нарушения в структуре молекулы происходят регулярно. Подробнее об этом можно прочесть в нашем материале.

Ранее на этой неделе стал известен лауреат Нобелевской премии по физиологии и медицине — им стал Ёсинори Осуми. Комитет отметил работы японского биолога, касающиеся исследования механизмов аутофагии. Это один из клеточных механизмов, которые позволяют организму избавляться от деградировавших или уже ненужных белков. Подробнее об этом можно прочитать в нашем материале «Нобель за самоедство».

Вчера, 4 октября, в Шведской королевской академии наук назвали имена лауреатов Нобелевской премии по физике: Дэвид Таулесс (David Thouless), Дункан Халдейн (Duncan Haldane) и Майкл Костерлиц (Michael Kosterlitz). Ученые получили премию за прорывные работы в области «топологических фазовых переходов и топологических фаз материи». Интересно, что премию мог получить и советский физик Вадим Березинский, но, к сожалению, он не дожил до вручения. Подробно о работах физиков можно прочитать в материале «Топологически защищен».

Премии будут вручены в Стокгольме в период 5–10 декабря 2016 года. Размер Нобелевской премии по химии 2016 года составил восемь миллионов шведских крон (около 60 миллионов рублей).

Владимир Королёв