El Premio Nobel de Química 2022: Tres Investigadores Honrados en la Categoría Click en Química

© Lars Fischer (Detalle)

Reacción al primer clic | El truco es el cobre: ​​en la primera reacción de clic real desarrollada en paralelo por Sharpless y Meldal, un alqueno (izquierda) y una azida (derecha) reaccionan para formar 1,2,3-triazol. El mineral acelera la reacción millones de veces y también asegura la formación de uno solo de los productores potenciales.

La reacción ocurrió de repente tan rápido que los químicos en cuestión reaccionaron casi por completo y, y lo que nadie esperaba, solo se produjo una de las dos versiones posibles del producto. «Las reacciones que vimos en el laboratorio no habrían sucedido de la forma en que lo entendimos», explica Milldal. Sharpless pronto se encontró con un proceso muy similar. De repente hubo la reacción perfecta.

Química eficaz para la biología.

Con esta cicloadición 1,3-dipolar de azidas con alquinos, de repente hubo una forma rápida, fácil y fiable de unir bloques de construcción químicos de todo tipo. Ha resultado tan útil para muchas ramas de la química que de la noche a la mañana se ha convertido en una de las reacciones de emparejamiento químico más importantes. De hecho, todavía se llama «respuesta de clic» hasta el día de hoy, aunque ahora Aquí hay algunas reacciones adicionales al conjunto de herramientas al que apunta Sharpless.

Desde entonces, la química del clic se ha extendido mucho más allá de lo que Sharpless podría haber imaginado en su visión de una caja de herramientas química. Por último, pero no menos importante, muchas de sus propiedades también han hecho que la cicloadición 1,3-dipolar sea interesante en biología y bioquímica. Las condiciones de reacción son tan suaves que, en principio, se pueden usar para unir específicamente marcadores a biomoléculas y, por lo tanto, hacer visibles las estructuras de las células vivas. El único problema es que el cobre es tóxico para las células.

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Para resolver el problema, Caroline R. Bertozzi se refiere a experimentos realizados a mediados del siglo XX con diferentes versiones del ciclo cíclico bipolar 1.3. Resultó que la reacción se desarrollaba más rápido y con mayor facilidad cuando el triple enlace entre los átomos de carbono no era recto, sino ligeramente curvo, es decir, cuando formaba parte de un anillo.

La tensión anular adicional hace que la molécula sea significativamente más reactiva, de modo que la reacción de clic también se produce sin cobre. Bertozzi encontró que el triple enlace en el anillo de ocho miembros era suficientemente reactivo para sus propósitos. Esto nuevamente crea dos versiones del producto de reacción, pero al investigador no le importó: esta tecnología tiene que ver con la comunicación. Las células alimentadas con bloques de construcción de azúcar que contienen azida la incorporan fácilmente en biomoléculas. Si el anillo de ocho miembros se une a una sustancia marcadora, esto muestra la distribución de la biomolécula en la célula.

bioquímica ortogonal

Sin embargo, la respuesta del clic fue solo un ejemplo de un concepto mucho más amplio en el que Caroline Bertozzi había pensado previamente. Su objetivo era la bioquímica ortogonal, en la que las reacciones químicas ocurren dentro de una célula viva sin perturbarla ni perturbarla. Incluso antes de hacer que la reacción del clic fuera utilizable en sistemas biológicos, había desarrollado un sistema similar, Que se basa en el llamado acoplamiento de Staudinger de azidas y moléculas que contienen fósforo. El objetivo de este esfuerzo era utilizar métodos clásicos de síntesis química dentro de células individuales y organismos completos para etiquetar moléculas específicas de manera específica.

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