Nobelpreis: "Klick-Chemie" mit drei Preisträgern

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Von Nial O'Reilly
Stifter Alfred Nobel
Stifter Alfred Nobel   -   Copyright  Fernando Vergara / AP   -  

Der Nobelpreis für Chemie geht an ein Chemiker-Trio, für den 81jährigen Barry Sharpless ist es bereits das zweite Mal, dass er mit dem begehrten Preis ausgezeichnet wird.

Sharpless, die Amerikanerin Carolyn Bertozzi und der Däne Morten Meldal haben Methoden zum besonders effizienten Aufbau von Biomolekülen und zum zielgerichteten Markieren von Zellstrukturen entwickelt.

Meldal und Sharpless gelten als Vordenker der sogenannten Klick-Chemie, Bertozzi entwickelte die Klick-Chemie weiter und wendete sie in lebenden Organismen an. Bertozzi ist die erste Frau, der in diesem Jahr ein Nobelpreis zugesprochen wurde.

Anwendungen finden sich in der Biotech- und der pharmazeutischen Industrie. Und dann die Entwicklung neuer Wege zur Behandlung und Diagnose von Krankheiten, dies sind Bereiche, die von der 'Klick'-Chemie sehr stark beeinflusst werden.
Carolyn Bertozzi
Nobelpreisträgerin für Chemie

Chemiker sind schon lange in der Lage, komplizierte Biomoleküle zu konstruieren, beispielsweise für Arzneimittel. Das Problem dabei: Oft sind viele chemische Reaktionen notwendig und jeder Schritt kann den Vorgang ineffizienter machen.

In der Klick-Chemie werden Kohlenstoff-Gerüste genutzt, die sich vergleichsweise einfach über bestimmte Brücken miteinander verbinden lassen. Passt ein Teil genau in das andere Teil, "klickt" es, ist die Verbindung ist fest. Auch wenn durch das Verfahren Moleküle nicht exakt so aufgebaut sind wie in der Natur, erfüllen sie doch häufig ihre Funktion.

Neue Wege für zielgerichtete Krebsmedikamente

Bertozzi nutzte eine modifizierte Klick-Reaktion, um bestimmte Zuckerketten sichtbar zu machen, die beispielsweise auf der Oberfläche von Zellen sitzen. Bertozzi war in der Lage, Zuckermoleküle mit Bindestellen auszustatten, mit denen keine anderen Biomoleküle der Zelle interagieren. 

Fachleute sprechen von bioorthogonalen Reaktionen. Das Prinzip kann man zum Beispiel auch in der Krebsmedizin nutzen. Zunächst findet dabei ein spezifischer Antikörper eine Tumorzelle. In einem zweiten Schritt bindet per Klick-Reaktion eine Molekül an den Antikörper, das beispielsweise die Krebszelle zerstören kann.

Basistechnologie für viele Anwendungen - von der Materialforschung bis hin zur Genkartierung

Die Techniken kommen auch in der Materialforschung und bei der Kartierung von Erbgut zum Einsatz. Ein Teilgebiet der Klick-Chemie sind sogenannte bioorthogonale Reaktionen, mit denen man etwa die Zielgenauigkeit von Krebsmedikamenten verbessern kann.

Für Sharpless, der in La Jolla in Kalifornien forscht, ist es nach 2001 bereits der zweite Chemie-Nobelpreis. Damit ist er neben Frederick Sanger der einzige, dem zweimal diese Ehre zuteil wurde. Insgesamt erhielten damit sieben Menschen oder Organisationen zweimal den Nobelpreis, das Internationale Komitee vom Roten Kreuz dabei gleich dreimal in der Kategorie Frieden.