Premio Nobel de Química 2022 fue otorgado a los pioneros en la química del clic o «lego molecular»

En el tercer día de la semana de los Premios Nobel 2022 ha sido otorgado el Premio Nobel de Química, La Real Academia Sueca de Ciencias ha decidido galardonar conjuntamente a Carolyn R. Bertozzi (Universidad de Stanford, Estados Unidos), Morten Meldal (Universidad de Copenhague, Dinamarca) y K. Barry Sharpless (Universidad de Stanford, Estados Unidos) por sus extraordinarios trabajos en la química del clic y la química bioortogonal, que básicamente es una manera de conectar moléculas como si se estuvieran construyendo legos, de una manera rápida y eficiente.

Solo un clic y las moléculas se acoplan

Se indica en The Nobel Prize que el Premio Nobel de Química de este año se trata de hacer que los procesos difíciles, como la síntesis de una molécula, sean mucho más fáciles y sencillos, lo que implica que incluso la construcción de moléculas funcionales se obtengan siguiendo una ruta directa. ¿Cómo podría ser esto posible?

Sabemos perfectamente que durante la síntesis de una molécula se tiene varios obstáculos, como el tiempo que conlleva el proceso, el número de pasos necesarios, el coste de su producción, la formación de subproductos no deseados que afectan la eficiencia de la reacción, entre algunos otros. Esto ha sido una gran problemática en ciertas áreas, como en la investigación farmacéutica en la construcción artificial de moléculas naturales con propiedades medicinales.

Ante esto, los tres investigadores que han sido galardonados el día de hoy han demostrado de manera independiente que hay formas de que esto sea mucho más sencillo; como si se estuvieran uniendo piezas de lego, «solo un clic y las moléculas se acoplan». Veamos de qué se trata esto.

Barry Sharpless y Morten Meldal han sentado las bases para una forma funcional de química, la química del clic

Barry Sharpless fue el primero en incursionar en esto, acuñando en el 2000 el concepto de «química del clic», que hace referencia a una forma de química simple y confiable, donde los bloques de construcción molecular se unen de manera eficiente y las reacciones ocurren rápidamente, evitando la formación subproductos no deseados.

Posteriormente, Morten Meldal se interesó en esto y a la par de Barry Sharpless, pero de manera independiente, presentaron lo que hoy en día se conoce como la «corona de la química del clic».  Esto es una extraordinaria reacción química que permite unir moléculas de una manera bastante eficiente en un paso, se conoce como la cicloadición de azida-alquino catalizada por cobre y actualmente es de uso generalizado.

La reacción se basa en que las azidas y los alquinos reaccionan de forma muy eficaz cuando se añaden iones de cobre, permitiendo unir moléculas de forma eficiente y rápida.

Corona de la química del clic, cicloadición de azida-alquino catalizada por cobre

«Entre muchos otros usos, la corona de la química del clic se utiliza en el desarrollo de productos farmacéuticos, para mapear el ADN y crear materiales que sean más adecuados para su propósito».

Carolyn Bertozzi llevó la química de clic a un nuevo nivel

Carolyn Bertozzi compartió el Premio Nobel de Química con Barry Sharpless y Morten Meldal debido a que llevó a la química del clic a otra dimensión al aplicarla para mapear biomoléculas. La científica fue capaz de desarrollar reacciones de la química del clic que pudieran llevarse a cabo dentro de las células de los organismos vivos sin alterar el ambiente celular.

Esto se basa en introducir una molécula cuya estructura contenga una azida y que se pueda incorporar a la biomolécula de interés de manera ultraespecífica para posteriormente inducir una reacción con otra molécula que es fluorescente y que tenga unido un alquino. De esta manera, llevo a la corona de la química del clic a nivel celular, propiciando que la luz emitida de la cicloadición de azida-alquino permita mapear biomoléculas.

Ilustración de la reacción bioortogonal.

Así se acuño el nombre de reaciones bioortogonales, que posteriormente dio paso a la química bioortogonal.

«Estas reacciones ahora se usan globalmente para explorar células y rastrear procesos biológicos. Utilizando reacciones bioortogonales, los investigadores han mejorado la orientación de los productos farmacéuticos contra el cáncer, que ahora se están probando en ensayos clínicos».

«La química del clic y las reacciones bioortogonales han llevado a la química a la era del funcionalismo. Esto está trayendo el mayor beneficio para la humanidad».

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