Die Händigkeit des Lebens: Wie zwei Chemiker das asymmetrische Geheimnis der Natur entschlüsselten

Die Natur war schon immer unumstößlich asymmetrisch, zumindest auf molekularer Ebene. Während synthetische chemische Reaktionen in einem Labor typischerweise eine uninspirierte Fünfzig-Fünfzig-Mischung von spiegelbildlichen Molekülen erzeugen, funktionieren biologische Organismen nach einem strengen Regime der Einseitigkeit. Proteine, die aus Aminosäuren aufgebaut sind, nutzen ausschließlich eine spezifische Ausrichtung. Diese fundamentale Eigenart der Biologie – in der organischen Chemie als Chiralität bekannt – hat der modernen Wissenschaft lange eine unbequeme Frage gestellt: Warum besteht das Leben darauf, eine Seite des Spiegels der anderen vorzuziehen?

Der diesjährige Nobelpreis für Chemie würdigt zwei Wissenschaftler, die Laborflaschen schließlich lehrten, die hartnäckige Selektivität der Natur nachzuahmen. Henri B. Kagan von der Université Paris-Sud und Kenso Soai von der Tokyo University of Science wurden für die Entschlüsselung der Mechanik der Homochiralität und die Erschließung der Fähigkeit, Reaktionen zu entwerfen, die ausschließlich gewünschte molekulare Formen erzeugen, ausgezeichnet.

Der Weg zu dieser Entdeckung war alles andere als augenblicklich. 1986 demonstrierte Kagan eine neuartige Methode zur Manipulation organischer Reaktionen und bewies, dass chemische Prozesse so gesteuert werden konnten, dass sie einen weitaus größeren Überschuss eines spezifischen Spiegelbildes lieferten, als zuvor für möglich gehalten wurde. Der nächste entscheidende Schritt in der Forschung erfolgte 1995, als Soai einen Artikel in der Zeitschrift Nature veröffentlichte, der eine Reaktion skizzierte, die das Potenzial hatte, wirklich homochiral zu sein. Bis 2003 gelang Soai, was noch kein Labor erreicht hatte: die absolute Kontrolle über eine chemische Reaktion, um nur eine der beiden möglichen Spiegelformen zu erhalten.

Die praktischen Konsequenzen dieser molekularen Präferenz sind alles andere als akademisch. Wenn pharmazeutische Entwickler versuchen, therapeutische Verbindungen zu synthetisieren, können spiegelbildliche Varianten desselben Moleküls im menschlichen Körper dramatisch unterschiedliche Wege einschlagen. Während das eine Spiegelbild eine Heilung bietet, kann sein Zwilling völlig nutzlos oder katastrophal toxisch sein. Die tragische Geschichte von Thalidomid in den 1950er Jahren dient als düsterer historischer Hinweis, wo eine verschriebene Mischung chiraler Formen in den Patienten umgewandelt wurde und bei Tausenden von Neugeborenen schwere Behinderungen verursachte.

Heiner Linke, Vorsitzender des Nobelkomitees für Chemie, bemerkte, dass Henri Kagan und Kenso Soai eine Lösung für ein über ein Jahrhundert altes chemisches Geheimnis gefunden haben. Über die Erklärung natürlicher Phänomene wie die Wicklung von Schneckenhäusern oder die Platzierung des menschlichen Herzens hinaus liefern die Entdeckungen der Preisträger die wesentliche Grundlage für die moderne pharmazeutische Fertigung. Die Nachbildung eines biochemischen Tricks, den die Natur vor vier Milliarden Jahren perfektioniert hat, erforderte Jahrzehnte unermüdlicher Grundlagenforschung, was einmal mehr beweist, dass wahre wissenschaftliche Durchbrüche nicht nach einem politischen Zeitplan hergestellt werden können.

Geschrieben von Sandy van Dongen sandy.vandongen@alpineweekly.com