Kemian Nobel-palkintoa on jaettu vuodesta 1901 lähtien. Sen ensimmäinen voittaja oli Jacob van't Hoff. Tämä tiedemies sai palkinnon hänen löytämistään osmoottisen paineen ja kemiallisen dynamiikan laeista. Tietenkin on mahdotonta kertoa kaikista palkituista yhden artikkelin puitteissa. Puhumme tunnetuimmista sekä niistä, joille on myönnetty kemian Nobel-palkinto muutaman viime vuoden aikana.
Ernest Rutherford
Yksi tunnetuimmista kemististä on Ernest Rutherford. Hän sai Nobel-palkinnon vuonna 1908 radioaktiivisten alkuaineiden hajoamisen tutkimuksestaan. Tämän tiedemiehen elinvuodet ovat 1871-1937. Hän on Uudessa-Seelannissa syntynyt englantilainen fyysikko ja kemisti. Menestyksensä ansiosta Nelson Collegessa opiskellessaan hän sai stipendin, jonka ansiosta hän pääsi Christchurchiin, Uuden-Seelannin kaupunkiin, jossa Canterbury College sijaitsi. Vuonna 1894 Rutherfordista tuli kandidaatti. Jonkin ajan kuluttua tiedemies sai stipendin Cambridgen yliopistosta Englannista, ja hän muutti tähän maahan.
Vuonna 1898 Rutherford alkoi tehdä tärkeitä kokeita liittyenradioaktiivisen uraanin kanssa. Jonkin ajan kuluttua hän löysi kaksi sen tyyppiä: alfa- ja beetasäteet. Ensimmäiset tunkeutuvat vain lyhyen matkan, kun taas jälkimmäiset tunkeutuvat paljon enemmän. Jonkin ajan kuluttua Rutherford huomasi, että torium lähettää erityistä radioaktiivista kaasumaista tuotetta. Hän kutsui tätä ilmiötä "emanaatioksi" (emission).
Uusi tutkimus on osoittanut, että myös aktiniumia ja radiumia tulee ulos. Rutherford teki löytöjensä perusteella tärkeitä johtopäätöksiä. Hän havaitsi, että alfa- ja beetasäteet lähettävät kaikkia radioaktiivisia alkuaineita. Lisäksi niiden radioaktiivisuus laskee tietyn ajan kuluttua. Tulosten perusteella voidaan tehdä tärkeä oletus. Kaikki tieteen tuntemat radioaktiiviset alkuaineet, kuten tiedemies totesi, sisältyvät samaan atomiperheeseen, ja radioaktiivisuuden väheneminen voidaan ottaa niiden luokittelun perustaksi.
Marie Curie (Sklodowska)
Ensimmäinen nainen, joka voitti Nobelin kemian palkinnon, oli Marie Curie. Tämä tieteelle tärkeä tapahtuma tapahtui vuonna 1911. Nobelin kemian palkinto myönnettiin hänelle poloniumin ja radiumin löytämisestä, radiumin eristämisestä sekä jälkimmäisen alkuaineen yhdisteiden ja luonteen tutkimuksesta. Maria syntyi Puolassa, jonkin ajan kuluttua hän muutti Ranskaan. Hänen elämänsä ovat 1867-1934. Curie voitti Nobelin kemian, mutta myös fysiikan palkinnon (vuonna 1903 yhdessä Pierre Curien ja Henri Becquerelin kanssa).
Marie Curie joutui kohtaamaan sen tosiasian, että naiset hänen aikanaantie tieteeseen oli käytännössä suljettu. Heitä ei hyväksytty Varsovan yliopistoon. Lisäksi Curien perhe oli köyhä. Maria onnistui kuitenkin valmistumaan Pariisista.
Marie Curien tärkeimmät saavutukset
Henri Becquerel havaitsi vuonna 1896, että uraaniyhdisteet lähettävät säteilyä, joka voi tunkeutua syvälle. Becquerel-säteily, toisin kuin W. Roentgenin vuonna 1895 löytämä säteily, ei ollut seurausta jostain ulkoisesta lähteestä peräisin olevasta virityksestä. Se oli uraanin luontainen ominaisuus. Maria oli kiinnostunut tästä ilmiöstä. Vuoden 1898 alussa hän alkoi tutkia sitä. Tutkija yritti selvittää, onko olemassa muita aineita, joilla on kyky lähettää näitä säteitä. Joulukuussa 1898 Pierre ja Marie Curie löysivät kaksi uutta elementtiä. Ne nimettiin radiumiksi ja poloniumiksi (Marian kotimaan Puolan kunniaksi). Tätä seurasi työ niiden eristämiseksi ja niiden ominaisuuksien tutkiminen. Vuonna 1910 Maria eristi yhdessä André Debirnen kanssa radiummetallin puhtaassa muodossaan. Näin 12 vuotta sitten aloitettu tutkimussykli saatiin päätökseen.
Linus Carl Pauling
Tämä mies on yksi suurimmista kemististä. Hän sai Nobel-palkinnon vuonna 1954 kemiallisen sidoksen luonteen tutkimisesta sekä sen käyttämisestä yhdisteiden rakenteen selvittämiseen.
Paulutusvuodet - 1901-1994. Hän syntyi Yhdysvalloissa, Oregonin osav altiossa (Portland). Tutkijana Pauling opiskeli röntgenkristallografiaa pitkään. Hän oli kiinnostunut siitä, kuinka säteet kulkevat kiteen ja ominaisuuden läpikuva. Tästä piirroksesta oli mahdollista määrittää vastaavan aineen atomirakenne. Tällä menetelmällä tiedemies tutki sidosten luonnetta bentseenissä sekä muissa aromaattisissa yhdisteissä.
Vuonna 1928 Pauling loi teorian aromaattisissa yhdisteissä esiintyvien kemiallisten sidosten hybridisaatiosta (resonanssista). Vuonna 1934 tiedemies kiinnitti huomionsa biokemiaan, erityisesti proteiinien biokemiaan. Yhdessä A. Mirskyn kanssa hän loi teorian proteiinin toiminnasta ja rakenteesta. Tämä tiedemies tutki yhdessä C. Corwellin kanssa happisaturaation (hapetuksen) vaikutusta hemoglobiiniproteiinin magneettisiin ominaisuuksiin. Vuonna 1942 tutkija pystyi muuttamaan globuliinien (verestä löytyvien proteiinien) kemiallisen rakenteen. Vuonna 1951 Pauling julkaisi yhdessä R. Coreyn kanssa työn proteiinien molekyylirakenteesta. Se oli 14 vuoden työn tulos. Tutkijat ovat tehneet tärkeän löydön käyttämällä röntgenkristallografiaa proteiinien tutkimiseen lihaksissa, hiuksissa, hiuksissa, kynsissä ja muissa kudoksissa. He havaitsivat, että proteiinien aminohappoketjut ovat kiertyneet kierteeksi. Tämä oli suuri edistysaskel biokemiassa.
S. Hinshelwood ja N. Semenov
Haluat varmaan tietää, onko venäläisiä kemian Nobel-palkinnon saajia. Vaikka osa maanmiehistämme oli ehdolla tähän palkintoon, vain N. Semenov sai sen. Yhdessä Hinshelwoodin kanssa hänelle myönnettiin palkinto kemiallisten reaktioiden mekanismin tutkimisesta vuonna 1956.
Hinshelwood - englantilainen tiedemies (elinvuodet - 1897-1967). Hänen päätyönsä liittyi ketjun tutkimukseenreaktiot. Hän tutki homogeenista analyysiä sekä tämäntyyppisten reaktioiden mekanismia.
Semenov Nikolai Nikolajevitš (elinvuodet - 1896-1986) - Venäläinen kemisti ja fyysikko, kotoisin Saratovin kaupungista. Ensimmäinen häntä kiinnostava tieteellinen ongelma oli kaasujen ionisaatio. Tiedemies, ollessaan vielä yliopisto-opiskelija, kirjoitti ensimmäisen artikkelin molekyylien ja elektronien välisistä törmäyksistä. Jonkin ajan kuluttua hän alkoi tutkia syvemmin rekombinaatio- ja dissosiaatioprosesseja. Lisäksi hän kiinnostui kiinteällä pinnalla tapahtuvan höyryn kondensaation ja adsorption molekyylinäkökohdista. Hänen tekemän tutkimuksen avulla on voitu löytää suhde kondensoituvan pinnan lämpötilan ja höyryn tiheyden välillä. Vuonna 1934 tiedemies julkaisi artikkelin, jossa hän osoitti, että monet reaktiot, mukaan lukien polymerointi, etenevät käyttämällä haarautuneen tai ketjureaktion mekanismia.
Robert Burns Woodward
Kaikki kemian Nobel-palkitut ovat antaneet suuren panoksen tieteeseen, mutta R. Woodward erottuu erityisesti. Hänen saavutuksensa ovat erittäin tärkeitä tänäkin päivänä. Tämä tiedemies sai Nobel-palkinnon vuonna 1965. Hän sai sen panoksestaan orgaanisen synteesin alalla. Robertin elinvuodet ovat 1917-1979. Hän syntyi Yhdysvalloissa, amerikkalaisessa Bostonin kaupungissa, joka sijaitsee Massachusettsin osav altiossa.
Woodward teki ensimmäisen saavutuksensa kemian alalla toisen maailmansodan aikana, kun hän oli Polaroid Corporationin konsultti. Sodan vuoksi kiniinistä oli pulaa. Se on malarialääke, jota käytettiin myös linssien valmistuksessa. Woodward ja hänen kollegansa W. Doering käyttivät helposti saatavilla olevia materiaaleja ja vakiovarusteita jo 14 kuukauden työn jälkeen kiniinin synteesin.
Kolme vuotta myöhemmin tämä tiedemies loi yhdessä Schrammin kanssa proteiinianalogin yhdistämällä aminohappoja pitkäksi ketjuksi. Syntyneitä polypeptidejä on käytetty keinotekoisten antibioottien ja muovien valmistuksessa. Lisäksi heidän avullaan alettiin tutkia proteiinien aineenvaihduntaa. Woodward alkoi vuonna 1951 työskennellä steroidien synteesin parissa. Saatujen yhdisteiden joukossa olivat lanosteroli, klorofylli, reserpiini, lysergihappo, B12-vitamiini, kolkisiini, prostaglandiini F2a. Myöhemmin monia hänen ja Ciba Corporation Instituten, jonka johtajana hän oli, työntekijöiden hankkimia yhdisteitä alettiin käyttää teollisuudessa. Nefalosporiini C oli yksi tärkeimmistä näistä. Se on penisilliinityyppinen antibiootti, jota käytetään bakteerien aiheuttamiin tartuntatauteihin.
Listamme kemian Nobel-palkinnon saajista päivitetään niiden tutkijoiden nimillä, jotka ovat saaneet sen 2000-luvulla, toisella vuosikymmenellä.
A. Suzuki, E. Negishi, R. Heck
Nämä tutkijat palkittiin uusien tapojen kehittämisestä hiiliatomien yhdistämiseksi toisiinsa monimutkaisten molekyylien luomiseksi. Heille myönnettiin vuoden 2010 kemian Nobel-palkinto. Hyuk ja Negishi ovat amerikkalaisia, kun taas Akiro Suzuki on Japanin kansalainen. Heidän tavoitteenaan oli luoda monimutkaisia orgaanisia molekyylejä. Koulussa opimmeettä orgaanisten yhdisteiden koostumuksessa on hiiliatomeja, jotka muodostavat molekyylin rungon. Tiedemiesten ongelmana oli pitkään se, että hiiliatomeja on vaikea yhdistää muihin atomeihin. Palladiumista tehdyn katalyytin ansiosta tämä ongelma oli mahdollista ratkaista. Katalyytin vaikutuksesta hiiliatomit alkoivat olla vuorovaikutuksessa toistensa kanssa muodostaen monimutkaisia orgaanisia rakenteita. Tämän vuoden kemian Nobel-palkinnon saajat tutkivat näitä prosesseja. Melkein samanaikaisesti suoritettiin näiden tiedemiesten mukaan nimetyt reaktiot.
R. Lefkowitz, M. Karplus, B. Kobilka
Lefkowitz (kuvassa yllä), Kobilka ja Karplus ovat vuoden 2012 kemian Nobelin voittajat. Palkinnon sai kolme näistä tutkijoista heidän tutkimuksestaan G-proteiiniin kytkettyjä reseptoreja. Robert Lefkowitz on Yhdysv altain kansalainen, syntynyt 15. huhtikuuta 1943. Suurin osa hänen tutkimuksestaan on omistettu bioreseptorien työhön ja niiden signaalien muuntamiseen. Lefkowitz kuvasi yksityiskohtaisesti β-adrenergisten reseptorien toiminnalliset ominaisuudet, rakenteen ja sekvenssin sekä 2 tyyppisiä säätelyproteiineja: β-arrestiinit ja GRK-kinaasit. Tämä tiedemies kloonasi 1980-luvulla yhdessä kollegoidensa kanssa β-adrenergisen reseptorin toiminnasta vastuussa olevan geenin.
B. Kobilka on kotoisin Yhdysvalloista. Hän syntyi Little Fallsissa, Minnesotassa. Valmistuttuaan tutkija työskenteli Lefkowitzin valvonnassa.
Vuoden 2012 kemian Nobel-palkinto myönnettiin myös M. Karplukselle. Hän syntyi Wienissä vuonna 1930. Karplus olion kotoisin juutalaisesta perheestä, joka joutui muuttamaan Yhdysv altoihin pakenemaan natsien vainoa. Tämän tiedemiehen päätutkimusala oli ydinmagneettinen spektroskopia, kvanttikemia ja kemiallisten prosessien kinetiikka.
M. Karplus, M. Levitt, A. Warshel
Siirrytään nyt vuoden 2013 palkinnon voittajiin. Tutkijat Karplus (kuvassa alla), Warshel ja Levitt saivat sen monimutkaisten kemiallisten järjestelmien malleistaan.
M. Levitt syntyi Etelä-Afrikassa vuonna 1947. Kun Michael oli 16-vuotias, hänen perheensä muutti Isoon-Britanniaan. Lontoossa hän tuli King's Collegeen vuonna 1967 ja jatkoi sitten opintojaan Cambridgen yliopistossa. Hänen työnsä tämän yliopiston molekyylibiologian laboratoriossa liittyy tRNA:n tilarakenteiden mallien luomiseen. Michaelia pidetään yhtenä tietokonemallinnuksen ja erilaisten proteiinimolekyylien (pääasiassa proteiinien) rakenteiden tutkimisen perustajista.
Vuoden 2013 kemian Nobel-palkinto myönnettiin myös Ari Warschelille. Hän syntyi Palestiinassa vuonna 1940. Vuosina 1958-62. hän palveli kapteenina Israelin puolustusvoimissa ja aloitti sitten opinnot Jerusalemin instituutissa. Vuosina 1970-72. hän työskenteli Weizmann-instituutissa apulaisprofessorina, ja vuodesta 1991 lähtien hänestä tuli biologian ja kemian professori Etelä-Kaliforniassa. Warshallia pidetään yhtenä laskennallisen entsymologian, biologian haaran, perustajista. Hän oli mukana tutkimassa katalyyttisen vaikutuksen mekanismeja ja rakennetta sekä entsyymimolekyylien rakennetta.
Sh. Helvetti, E. Betzig ja W. Merner
Vuoden 2014 kemian Nobel-palkinto myönnettiin Mernerille, Betzigille ja Hellille. Nämä tiedemiehet ovat luoneet uusia mikroskopiamenetelmiä, jotka ylittävät meidän tottumamme valomikroskoopin ominaisuudet. Heidän työnsä tulokset antavat meille mahdollisuuden tarkastella molekyylien polkuja elävien organismien soluissa. Näiden menetelmien ansiosta on esimerkiksi mahdollista seurata Parkinsonin ja Alzheimerin taudin esiintymisestä vastuussa olevien proteiinien käyttäytymistä. Tällä hetkellä näiden tutkijoiden tutkimusta käytetään yhä enemmän tieteessä ja lääketieteessä.
Helvetti syntyi vuonna 1962 Romaniassa. Hän on nyt Saksan kansalainen. Eric Betzig syntyi vuonna 1960 Michiganissa. William Merner syntyi vuonna 1953 Kaliforniassa.
Hell on työskennellyt STED-mikroskoopin parissa, joka perustuu spontaanisti tukahdutettuun emissioon 1990-luvulta lähtien. Sen ensimmäinen laser viritetään, kunnes vastaanottimen rekisteröimä fluoresoiva hehku ilmestyy. Toista laseria käytetään parantamaan laitteen resoluutiota. Merner ja Betzig, Hellin kollegat, itsenäisesti suorittaessaan omaa tutkimustaan, loivat perustan toisen tyyppiselle mikroskopialle. Puhumme yksittäisten molekyylien mikroskopiasta.
T. Lindahl, P. Modric ja Aziz Sanjar
Vuoden 2015 kemian Nobel-palkinnon saivat ruotsalainen Lindahl, amerikkalainen Modric ja Turk Sandjar. Palkinnon jakaneet tutkijat selittivät ja kuvasivat mekanismeja, joilla solut "korjaavat" DNA:ta ja suojaavat geneettistä tietoa vaurioilta. Tästä syystä heille myönnettiin vuoden 2015 kemian Nobel-palkinto.vuosi.
Tiedeyhteisö oli 1960-luvulla vakuuttunut siitä, että nämä molekyylit ovat erittäin kestäviä ja pysyvät käytännössä muuttumattomina koko elämän ajan. Biokemisti Lindahl (s. 1938) osoitti Karolinska-instituutissa tutkimustaan suorittaessaan, että DNA:n työhön kertyy erilaisia vikoja. Tämä tarkoittaa, että täytyy olla luonnollisia mekanismeja, joilla DNA-molekyylien "korjaus" suoritetaan. Lindahl löysi vuonna 1974 entsyymin, joka poistaa vaurioituneen sytosiinin niistä. 1980- ja 1990-luvuilla Yhdistyneeseen kuningaskuntaan tuolloin muuttanut tiedemies osoitti, kuinka glykosylaasi toimii. Tämä on erityinen ryhmä entsyymejä, jotka toimivat DNA:n korjauksen ensimmäisessä vaiheessa. Tiedemies pystyi toistamaan tämän prosessin laboratoriossa (ns. "leikkauskorjaus").
Muut vuoden 2015 kemian Nobel-palkinnon saajat ansaitsevat huomiota. Aziz Sanjar syntyi vuonna 1946 Turkissa. Hän suoritti lääketieteen tutkinnon Istanbulissa, jonka jälkeen hän työskenteli useita vuosia maaseutulääkärinä. Vuonna 1973 Aziz kuitenkin kiinnostui biokemiasta. Tiedemies hämmästyi siitä, että bakteerit, saatuaan heille tappavan ultraviolettisäteilyannoksen, palauttavat nopeasti voimansa, jos säteilytystä suoritetaan näkyvän alueen sinisellä spektrillä. Jo laboratoriossa Texasissa Sanjar tunnisti ja kloonasi geenin entsyymille, joka on vastuussa ultraviolettisäteilyn (fotolyaasi) aiheuttamien vaurioiden eliminoimisesta. Tämä löytö 1970-luvulla ei herättänyt suurta kiinnostusta amerikkalaisissa yliopistoissa, ja tiedemies meni Yaleen. Täällä hän kuvaili toista järjestelmää solujen "korjaamiseksi" sen jälkeen, kun ne oli altistettu ultraviolettivalolle.
Paul Modric (s. 1946) syntyi Yhdysvalloissa (New Mexico). Hän löysi tavan, jolla solujen jakautumisprosessissa korjataan DNA:ssa jakautumisen aikana ilmenneet virheet.
Joten tiedämme jo, kuka voitti vuoden 2015 kemian Nobelin. Jää vain arvailla, kenelle tämä palkinto myönnetään ensi vuonna, 2016. Haluaisin uskoa, että lähitulevaisuudessa myös kotimaiset tiedemiehet erottuvat joukosta ja uusia kemian Nobel-palkinnon saajia Venäjältä ilmestyy.
