Nobelpriset i kemi till miljövänligare katalysator

- in Aktuell, Forskning, Nyheter

I förra veckan rapporterade Lundagårds vetenskapsreporter Rebecca Forsberg live från offentliggörandet av Nobelpriset i kemi. Med hjälp av biokemiprofessorn och Nobelledamoten Pernilla Wittung-Stafshede reder Rebecca ut vad Nobelpriset innebär, varför covid-19-vaccinet går tomhänt samt varför vi främst ser manliga pristagare.

Allt vi ser omkring oss består av molekyler. Molekyler är atomer som sitter ihop, delvis i olika formationer, men även med olika sorters atomer. För att få atomerna att länkas samman krävs det ofta en katalysator, en hjälpande hand som leder reaktionen i rätt riktning.

Om du bara blandar en bunt atomer – då blir det bara en atomsoppa

Att kunna bygga molekyler är essentiellt för vårt samhälle, för att skapa allt från gummit i skosulorna till plasten i våra mobiler. Till och med i kroppen återfinns katalysatorer form av särskilda proteiner: enzymer, som kemister har stirrat sig hopplöst avundsjuka på. Dessa enormt komplexa molekyler fungerar nämligen fenomenalt just i kroppen, men är svåra att skapa på konstgjord väg och komplicerade att använda.

Pernilla Wittung-Stafshede.
Foto: Rebecca Forsberg

Pernilla Wittung-Stafshede är professor i biokemi vid Chalmers och ledamot i Nobelkommittén för kemi. Hon berättar att det utöver enzymerna som katalysator även finns metalljoner, metallatomer vars laddning gör de reaktiva och hjälper att driva processen. Dessa är utmärkta katalysatorer men är ofta tungmetaller som belastar miljön negativt.

–  Man trodde länge att det endast var dessa två typer av katalysatorer som fanns. Men ingen av dem var tyvärr bra i industri och fungerade i praktiken endast i forskningsmiljöer. Metalljonerna är både känsliga för syre och fukt, vilket är svårt i fabriker, förklarar Pernilla Wittung-Stafshede.

Men forskarna David W.C. MacMillan och Benjamin List lyckades år 2000, på var sitt håll, utveckla en tredje metod, “organokatalys”. En lösning lika enkel som den är genial. 

Ett enzym består ofta av hundratals aminosyror och Benjamin List frågade sig – måste alla aminosyrorna vara med, eller räcker det med den som gör grovjobbet? Han lyckades genomföra reaktioner med endast en aminosyra som katalysator, vilket visade sig var mycket mer lätthanterligt. David MacMillan attackerade istället problemet från motsatt håll och utifrån metallkatalysen skapade han molekyler som även de kunde dela med sig av sin laddning. Han kallade sin nya metod för “organokatalys”, ett namn som passade in även på Benjamin Lists forskning, trots att de inte jobbat tillsammans med utvecklandet.

Hur Nobelkommittén än väljer så är det ett signalvärde i upptäckten vi belönar.

För att göra en specifik molekyl som ser ut på ett visst sätt måste du ha rätt byggstenar, veta vilka steg du ska ta och göra ihopsättningen i rätt ordning. Ofta måste man även tvätta bort överblivna startmaterial och sidoprodukter, berättar Pernilla Wittung Stafshede.

– Om du bara blandar en bunt atomer – då blir det bara en atomsoppa, inte de specifika molekyler du vill ha.

En av fördelarna med organokatalysen är att där kan man blanda många av byggstenarna samtidigt.
– Det gör det otroligt mycket mer effektivt, det minskar både mängden restprodukter och material som behöver användas, säger Pernilla Wittung Stafshede.

Tyvärr finns inte organokatalysen på en stor industriell skala än, men Pernilla Wittung Stafshede ser en stor framtid för metoden. Framförallt för storskalig produktion av nya läkemedel.

I och med att metoden är så pass miljövänlig och nytänkande, tror du att detta pris kommer leda till en förändringar hos kemiutbildningarna? 

– Ja, hur Nobelkommittén än väljer så är det ett signalvärde i upptäckten vi belönar. Cirka 35% av världens BNP kretsar kring kemisk katalys och då är det viktigt att det blir en del av den gröna, miljövänliga framtiden som vi måste starta… ja igår. Där måste vi ha många med oss.  Även i produktion av nya läkemedel kommer organokatalys bli en ny standard. Årets pris visar på att kemi inte behöver vara farligt, utan att kemi faktiskt kan visa vägen för miljövänliga alternativ, säger Pernilla Wittung Stafshede. 

Elefanten i rummet under offentliggörandet, varför varken Nobelpriset i kemi eller medicin tilldelas de som utvecklat covid-19 vaccinet, förklarar hon med att det tar mycket tid och grundligt arbete att välja Nobelpris. Vaccinets tid kommer säkerligen, menar Pernilla Wittung Stafshede.

– Den dagen mRNA och vaccin kommer på bordet då kan det ju bli så att medicinkommittén kan ge priset till vissa människor som jobbat mer medicinfokuserat, medan andra personer kanske gjort bakomliggande kemi. Det hade varit lite roligt om vi teamar ihop oss, tycker jag, säger hon. 

Kvinnor har inte alltid blivit uppmuntrade att hålla på med vetenskap, och att säga att akademin är jämställd nu stämmer inte alls

Men bristen på pris för covid-19 vaccinet är inte det enda som stuckit ut med årets Nobelpris. Det var skralt med kvinnor bland årets Nobelpristagare, något som Pernilla Wittung Stafshede tycker speglar hur vetenskap har sett ut bakåt i tiden, men också visar på ett problem vi fortfarande har.

– Kvinnor har inte alltid blivit uppmuntrade att hålla på med vetenskap, och att säga att akademin är jämställd nu stämmer inte alls, påpekar hon.

Genom att driva projektet  “Genie” (Gender Initiative for Excellence). vid Chalmers jobbar hon själv aktivt för att ändra på den skeva könsbalansen inom akademin, och menar på att det kommer inte bli fler kvinnliga Nobelpristagare om inte akademin faktiskt agerar för förändring.

– Vi kommer ingenstans genom att bara prata om det, säger hon.

Årets Nobelpris i kemi och fysik delar en gemensam grund i att de båda tilldelas upptäckter från flera decennier sedan, vilket visar på det kan ta tid för forskning att slå igenom och att förändringar som man vill se i könsfördelningen hos Nobelpriset i framtiden måste ske redan nu. 

De båda prisen har även ett fokus mot klimat- och miljö som gemensam nämnare, men Pernilla Wittung Stafshede menar att det är inget som fysik- och kemikommittéerna har koordinerat sinsemellan. Hon berättar att de endast träffas en gång per år för att vagt koordinera att de inte planerat tilldela priset till samma sak.

Men det är tydligt att akademien i år, med priset till David W.C. MacMillan och Benjamin List, vars upptäckt öppnat upp för ett helt nytt grönt fält inom kemin, fokuserar på forskning som verkligen syftar till att skapa en bättre framtid.

Leave a Reply

E-postadressen publiceras inte. Obligatoriska fält är märkta *

This site is protected by reCAPTCHA and the Google Privacy Policy and Terms of Service apply.