Nobelova cena za chémiu sa udeľuje od roku 1901. Jeho prvým laureátom sa stal Jacob van't Hoff. Tento vedec získal ocenenie za ním objavené zákony osmotického tlaku a chemickej dynamiky. Samozrejme, v rámci jedného článku sa nedá povedať o všetkých laureátoch. Povieme si o tých najznámejších, ako aj o tých, ktorým bola v posledných rokoch udelená Nobelova cena za chémiu.
Ernest Rutherford
Jedným z najznámejších chemikov je Ernest Rutherford. Za výskum rozpadu rádioaktívnych prvkov dostal v roku 1908 Nobelovu cenu. Roky života tohto vedca sú 1871-1937. Je to anglický fyzik a chemik narodený na Novom Zélande. Vďaka úspechu počas štúdia na Nelson College získal štipendium, ktoré mu umožnilo ísť do Christchurch, novozélandského mesta, kde sídlila Canterbury College. V roku 1894 sa Rutherford stal bakalárom vied. Po nejakom čase vedcovi udelili štipendium na University of Cambridge v Anglicku a presťahoval sa do tejto krajiny.
V roku 1898 začal Rutherford vykonávať dôležité experimenty súvisiace ss rádioaktívnym uránom. Po nejakom čase objavil dva jeho typy: alfa lúče a beta lúče. Prvé prenikajú len na krátku vzdialenosť, zatiaľ čo druhé prenikajú oveľa viac. Po nejakom čase Rutherford zistil, že tórium uvoľňuje špeciálny rádioaktívny plynný produkt. Tento jav nazval „emanácia“(emisia).
Nový výskum ukázal, že aktínium a rádium tiež vyžarujú. Rutherford na základe svojich objavov dospel k dôležitým záverom. Zistil, že lúče alfa a beta vyžarujú všetky rádioaktívne prvky. Navyše ich rádioaktivita po určitom čase klesá. Na základe zistení je možné urobiť dôležitý predpoklad. Všetky rádioaktívne prvky známe vede, ako vedec dospel k záveru, patria do rovnakej rodiny atómov a za základ ich klasifikácie možno považovať zníženie rádioaktivity.
Marie Curie (Sklodowska)
Prvou ženou, ktorá získala Nobelovu cenu za chémiu, bola Marie Curie. Táto dôležitá udalosť pre vedu sa odohrala v roku 1911. Nobelovu cenu za chémiu jej udelili za objav polónia a rádia, izoláciu rádia a za štúdium zlúčenín a povahy posledného prvku. Mária sa narodila v Poľsku, po nejakom čase sa presťahovala do Francúzska. Roky jej života sú 1867-1934. Curie získal Nobelovu cenu nielen za chémiu, ale aj za fyziku (v roku 1903 spolu s Pierrom Curiem a Henrim Becquerelom).
Marie Curie musela čeliť skutočnosti, že svojho času ženycesta k vede bola prakticky uzavretá. Na Varšavskú univerzitu ich neprijali. Navyše rodina Curieovcov bola chudobná. Márii sa však podarilo vyštudovať v Paríži.
Najdôležitejšie úspechy Marie Curie
Henri Becquerel v roku 1896 objavil, že zlúčeniny uránu vyžarujú žiarenie, ktoré môže preniknúť hlboko. Becquerelovo žiarenie, na rozdiel od toho, ktoré objavil W. Roentgen v roku 1895, nebolo výsledkom excitácie z nejakého vonkajšieho zdroja. Bola to vnútorná vlastnosť uránu. Mary sa o tento fenomén zaujímala. Začiatkom roku 1898 ju začala študovať. Výskumník sa snažil zistiť, či existujú aj iné látky, ktoré majú schopnosť vyžarovať tieto lúče. V decembri 1898 Pierre a Marie Curie objavili 2 nové prvky. Boli pomenované rádium a polónium (na počesť Máriinej vlasti Poľska). Nasledovali práce na ich izolácii a štúdiu ich vlastností. V roku 1910 Maria spolu s André Debirne izolovala rádium v jeho čistej forme. Výskumný cyklus začatý pred 12 rokmi bol teda dokončený.
Linus Carl Pauling
Tento muž je jedným z najväčších chemikov. V roku 1954 dostal Nobelovu cenu za štúdium povahy chemickej väzby, ako aj za jej použitie na objasnenie štruktúry zlúčenín.
Paulovské roky – 1901-1994. Narodil sa v USA, v štáte Oregon (Portland). Pauling ako výskumník dlho študoval röntgenovú kryštalografiu. Zaujímalo ho, ako lúče prechádzajú kryštálom a charakteristikouobrázok. Z tohto výkresu bolo možné určiť atómovú štruktúru zodpovedajúcej látky. Pomocou tejto metódy vedec študoval povahu väzieb v benzéne, ako aj v iných aromatických zlúčeninách.
V roku 1928 vytvoril Pauling teóriu hybridizácie (rezonancie) chemických väzieb, ktoré sa vyskytujú v aromatických zlúčeninách. V roku 1934 vedec obrátil svoju pozornosť na biochémiu, najmä na biochémiu bielkovín. Spolu s A. Mirským vytvoril teóriu funkcie a štruktúry bielkovín. Tento vedec spolu s C. Corwellom skúmal vplyv nasýtenia kyslíkom (okysličenie) na magnetické vlastnosti proteínu hemoglobínu. V roku 1942 sa výskumníkovi podarilo zmeniť chemickú štruktúru globulínov (proteínov nachádzajúcich sa v krvi). V roku 1951 Pauling spolu s R. Coreym publikoval prácu o molekulárnej štruktúre proteínov. Bol to výsledok 14-ročnej práce. Pomocou röntgenovej kryštalografie na štúdium bielkovín vo svaloch, vlasoch, vlasoch, nechtoch a iných tkanivách vedci urobili dôležitý objav. Zistili, že reťazce aminokyselín v bielkovinách sú skrútené do špirály. Bol to veľký pokrok v biochémii.
S. Hinshelwood a N. Semenov
Pravdepodobne by ste chceli vedieť, či existujú ruskí nositelia Nobelovej ceny za chémiu. Aj keď niektorí naši krajania boli na toto ocenenie nominovaní, dostal ho iba N. Semenov. Spolu s Hinshelwoodom mu bola v roku 1956 udelená cena za výskum mechanizmu chemických reakcií.
Hinshelwood - anglický vedec (roky života - 1897-1967). Jeho hlavná práca súvisela so štúdiom reťazereakcie. Skúmal homogénnu analýzu, ako aj mechanizmus reakcií tohto typu.
Semenov Nikolaj Nikolajevič (roky života - 1896-1986) – ruský chemik a fyzik pôvodom z mesta Saratov. Prvý vedecký problém, ktorý ho zaujímal, bola ionizácia plynov. Vedec, ešte ako študent vysokej školy, napísal prvý článok o zrážkach medzi molekulami a elektrónmi. Po určitom čase začal hlbšie študovať procesy rekombinácie a disociácie. Okrem toho sa začal zaujímať o molekulárne aspekty kondenzácie pár a adsorpcie na pevnom povrchu. Ním uskutočnený výskum umožnil nájsť vzťah medzi teplotou povrchu, z ktorého sa kondenzácia uskutočňuje, a hustotou pár. V roku 1934 vedec publikoval prácu, v ktorej dokázal, že mnohé reakcie vrátane polymerizácie prebiehajú pomocou mechanizmu rozvetvenej alebo reťazovej reakcie.
Robert Burns Woodward
Všetci laureáti Nobelovej ceny za chémiu výrazne prispeli k vede, ale R. Woodward vyniká predovšetkým. Jeho úspechy sú veľmi dôležité aj dnes. Tento vedec získal v roku 1965 Nobelovu cenu. Získal ho za zásluhy v oblasti organickej syntézy. Roky Robertovho života sú 1917-1979. Narodil sa v USA, v americkom meste Boston, ktoré sa nachádza v štáte Massachusetts.
Woodward dosiahol svoj prvý úspech v oblasti chémie počas druhej svetovej vojny, keď bol konzultantom spoločnosti Polaroid Corporation. Kvôli vojne bol nedostatok chinínu. Ide o antimalarikum, ktoré sa využívalo aj pri výrobe šošoviek. Woodward a W. Doering, jeho kolega, pomocou ľahko dostupných materiálov a štandardného vybavenia už po 14 mesiacoch práce vykonali syntézu chinínu.
O tri roky neskôr tento vedec spolu so Schrammom vytvoril proteínový analóg spojením aminokyselín do dlhého reťazca. Výsledné polypeptidy sa použili pri výrobe umelých antibiotík a plastov. Okrem toho sa s ich pomocou začal študovať metabolizmus bielkovín. Woodward v roku 1951 začal pracovať na syntéze steroidov. Medzi získanými zlúčeninami boli lanosterol, chlorofyl, rezerpín, kyselina lysergová, vitamín B12, kolchicín, prostaglandín F2a. Následne sa mnohé zlúčeniny, ktoré získal on a zamestnanci inštitútu Ciba Corporation, ktorého bol riaditeľom, začali využívať v priemysle. Nefalosporín C bol jedným z najdôležitejších z nich. Je to antibiotikum penicilínového typu, ktoré sa používa proti infekčným chorobám spôsobeným baktériami.
Náš zoznam laureátov Nobelovej ceny za chémiu bude aktualizovaný o mená vedcov, ktorí ju získali v 21. storočí, v druhej dekáde.
A. Suzuki, E. Negishi, R. Heck
Títo výskumníci boli ocenení za vývoj nových spôsobov vzájomného spájania atómov uhlíka s cieľom vytvoriť zložité molekuly. V roku 2010 im bola udelená Nobelova cena za chémiu. Hyuk a Negishi sú Američania, zatiaľ čo Akiro Suzuki je japonským občanom. Ich cieľom bolo vytvoriť zložité organické molekuly. V škole sa učíme ože organické zlúčeniny majú vo svojom zložení atómy uhlíka, ktoré tvoria kostru molekuly. Problémom vedcov bolo dlho, že atómy uhlíka sa ťažko kombinujú s inými atómami. Vďaka katalyzátoru vyrobenému z paládia bolo možné tento problém vyriešiť. Pôsobením katalyzátora začali atómy uhlíka navzájom interagovať a vytvárať zložité organické štruktúry. Tieto procesy skúmali tohtoroční nositelia Nobelovej ceny za chémiu. Takmer súčasne sa uskutočnili reakcie pomenované po týchto vedcoch.
R. Lefkowitz, M. Karplus, B. Kobilka
Lefkowitz (na obrázku vyššie), Kobilka a Karplus sú víťazmi Nobelovej ceny za chémiu za rok 2012. Ocenenie získali traja z týchto vedcov za štúdium receptorov spojených s G-proteínom. Robert Lefkowitz je občan USA narodený 15. apríla 1943. Hlavná časť jeho výskumu je venovaná práci bioreceptorov a transformácii ich signálov. Lefkowitz podrobne opísal funkčné znaky, štruktúru a sekvenciu β-adrenergných receptorov, ako aj 2 typy regulačných proteínov: β-arestíny a GRK kinázy. Tento vedec v 80. rokoch spolu s kolegami naklonoval gén zodpovedný za fungovanie β-adrenergného receptora.
B. Kobilka je rodáčka z USA. Narodil sa v Little Falls v Minnesote. Po ukončení štúdia pracoval výskumník pod dohľadom Lefkowitza.
Nobelovu cenu za chémiu za rok 2012 získal aj M. Karplus. Narodil sa vo Viedni v roku 1930. Karplus bolpochádza zo židovskej rodiny, ktorá sa musela presťahovať do USA pred prenasledovaním nacistov. Hlavnou oblasťou výskumu tohto vedca bola nukleárna magnetická spektroskopia, kvantová chémia a kinetika chemických procesov.
M. Karplus, M. Levitt, A. Warshel
Teraz prejdime k víťazom cien za rok 2013. Vedci Karplus (na obrázku nižšie), Warshel a Levitt ho dostali za svoje modely zložitých chemických systémov.
M. Levitt sa narodil v Južnej Afrike v roku 1947. Keď mal Michael 16 rokov, jeho rodina sa presťahovala do Veľkej Británie. V Londýne nastúpil v roku 1967 na King's College a potom pokračoval v štúdiu na University of Cambridge. Jeho pôsobenie v Laboratóriu molekulárnej biológie tejto univerzity je spojené s tvorbou modelov priestorových štruktúr tRNA. Michael je považovaný za jedného zo zakladateľov počítačového modelovania a štúdia štruktúr rôznych proteínových molekúl (hlavne proteínov).
Nobelovu cenu za chémiu za rok 2013 získal aj Ari Warschel. Narodil sa v Palestíne v roku 1940. V rokoch 1958-62. pôsobil ako kapitán v Izraelských obranných silách a potom začal študovať na Jeruzalemskom inštitúte. V rokoch 1970-72. pôsobil vo Weizmannovom inštitúte ako odborný asistent a od roku 1991 sa stal profesorom biológie a chémie v južnej Kalifornii. Warshall je považovaný za jedného zo zakladateľov výpočtovej enzymológie, odvetvia biológie. Zaoberal sa štúdiom mechanizmov a štruktúry katalytického pôsobenia, ako aj štruktúry molekúl enzýmov.
Sh. Hell, E. Betzig a W. Merner
Nobelovu cenu za chémiu za rok 2014 získali Merner, Betzig a Hell. Títo vedci vytvorili nové metódy mikroskopie, ktoré prekonávajú možnosti svetelného mikroskopu, na ktorý sme zvyknutí. Výsledky ich práce nám umožňujú uvažovať o dráhach molekúl vo vnútri buniek živých organizmov. Vďaka týmto metódam je napríklad možné sledovať správanie proteínov zodpovedných za výskyt Parkinsonovej a Alzheimerovej choroby. V súčasnosti sa výskum týchto vedcov čoraz viac využíva vo vede a medicíne.
Hell sa narodilo v roku 1962 v Rumunsku. Teraz je nemeckým občanom. Eric Betzig sa narodil v roku 1960 v Michigane. William Merner sa narodil v roku 1953 v Kalifornii.
Hell pracuje na mikroskopii STED založenej na spontánnej potlačenej emisii od 90. rokov. Prvý laser v ňom je excitovaný, kým sa neobjaví fluorescenčná žiara zaregistrovaná prijímačom. Ďalší laser sa používa na zlepšenie rozlíšenia zariadenia. Merner a Betzig, Hellovi kolegovia, ktorí nezávisle vykonali svoj vlastný výskum, položili základy pre ďalší typ mikroskopie. Hovoríme o mikroskopii jednotlivých molekúl.
T. Lindahl, P. Modric a Aziz Sanjar
Nobelovú cenu za chémiu za rok 2015 získali Švéd Lindahl, Američan Modric a Turk Sandjar. Vedci, ktorí sa o ocenenie podelili, nezávisle vysvetlili a opísali mechanizmy, ktorými bunky „opravujú“DNA a chránia genetickú informáciu pred poškodením. Preto im bola v roku 2015 udelená Nobelova cena za chémiu.rok.
Vedecká komunita v 60. rokoch 20. storočia bola presvedčená, že tieto molekuly sú mimoriadne odolné a počas života zostávajú prakticky nezmenené. Biochemik Lindahl (nar. 1938) pri svojom výskume v Karolínskom inštitúte ukázal, že v práci DNA sa hromadia rôzne defekty. To znamená, že musia existovať prirodzené mechanizmy, ktorými sa „oprava“molekúl DNA uskutočňuje. Lindahl v roku 1974 našiel enzým, ktorý z nich odstraňuje poškodený cytozín. V 80. a 90. rokoch minulého storočia jeden vedec, ktorý sa v tom čase presťahoval do Spojeného kráľovstva, ukázal, ako funguje glykozyláza. Ide o špeciálnu skupinu enzýmov, ktoré pracujú v prvej fáze opravy DNA. Vedec bol schopný reprodukovať tento proces v laboratóriu (tzv. „excision repair“).
Ďalší nositelia Nobelovej ceny za chémiu za rok 2015 si zaslúžia pozornosť. Aziz Sanjar sa narodil v roku 1946 v Turecku. Lekársky diplom získal v Istanbule, po ktorom niekoľko rokov pracoval ako vidiecky lekár. V roku 1973 sa však Aziz začal zaujímať o biochémiu. Vedca zasiahla skutočnosť, že baktérie po prijatí dávky ultrafialového žiarenia, ktoré je pre nich smrteľné, rýchlo obnovia svoju silu, ak sa ožarovanie vykonáva v modrom spektre viditeľného rozsahu. Sanjar už v laboratóriu v Texase identifikoval a naklonoval gén pre enzým, ktorý je zodpovedný za odstraňovanie škôd spôsobených ultrafialovým žiarením (fotolyáza). Tento objav v 70. rokoch nevzbudil na amerických univerzitách veľký záujem a vedec sa vybral na Yale. Práve tu opísal druhý systém na „opravu“buniek po tom, čo boli vystavené ultrafialovému svetlu.
Paul Modric (narodený v roku 1946) sa narodil v USA (Nové Mexiko). Objavil spôsob, ako sa v procese delenia buniek opravujú chyby, ktoré sa objavili v DNA pri delení.
Takže už vieme, kto získal Nobelovu cenu za chémiu za rok 2015. Zostáva len hádať, komu toto ocenenie udelí budúci rok 2016. Rád by som veril, že v blízkej budúcnosti sa presadia aj domáci vedci a objavia sa noví nositelia Nobelovej ceny za chémiu z Ruska.
