Der Nobelpreis für Chemie wurde für revolutionäre Arbeiten im Werkzeugkasten der Moleküle verliehen. Er geht an die US-amerikanische Biochemikerin Carolyn R. Bertozzi, den US-Chemiker Barry Sharpless und den dänischen Chemiker Morten Meldal. Die Forschenden werden "für die Entwicklung der Click-Chemie und der bioorthogonalen Chemie" ausgezeichnet, gab die Königlich-Schwedische Akademie der Wissenschaften am Mittwoch in Stockholm bekannt. Es handle sich um ein "geniales Werkzeug zum Bau von Molekülen".

"Beim diesjährigen Chemiepreis geht es darum, die Dinge nicht zu sehr zu verkomplizieren, sondern mit dem zu arbeiten, was einfach ist. Funktionelle Moleküle können auch auf einem einfachen Weg hergestellt werden", sagt Johan Åqvist, Vorsitzender des Nobelkomitees für Chemie.

Die Click-Chemie ist ein universelles Werkzeug für die Modifizierung von DNA und Proteinen. "Es geht darum, möglichst einfache Reaktionsbedingungen zu nutzen, um kleine Moleküle zu größeren, deutlich komplexeren Molekülen zu verbinden", sagt Christian Becker, Vizedekan der Fakultät für Chemie der Universität Wien, zur "Wiener Zeitung". Die drei Laureaten hätten dazu beigetragen, die Chemie unkomplizierter, jedoch zugleich kompatibel mit den biologischen Bedingungen zu machen. Konkret ließen sich mit Hilfe des Prinzips ganz gezielt bestimmte Reaktionen in Zellkulturen ausgelöst werden, die zuvor nur im Reagenzglas möglich waren, sagt Becker.

Die Preisträger hatten ihr Konzept Anfang dieses Jahrtausends vorgestellt. Die elegante und effiziente chemische Reaktion sei inzwischen weit verbreitet und werde unter anderem bei der Entwicklung von Arzneimitteln, bei der Kartierung der DNA und bei der Herstellung von Materialien eingesetzt.
Mit Hilfe der Methode lassen sich lebende Strukturen sichtbar machen, die Wechselwirkungen zwischen Gewebe und Krebszellen beobachten und Prozesse im Körper besser verstehen. Auf der Basis dieser Erkenntnisse können neuartige Medikamente entwickelt werden. Das Werkzeug der Click-Chemie hilft, Krankheitsprozesse besser zu verstehen. Ein Wirkungsbereich sind etwa neue Immuntherapien gegen Krebs.

In der Zelle ist es wie im Zuckerlgeschäft


Für Barry Sharpless (81) vom Forschungsinstitut Scripps Research ist es bereits er zweite Nobelpreis. Er erhielt die Auszeichnung bereits 2001 für Arbeiten für ein Verfahren im Bereich der Organischen Chemie namens stereoselektive Oxidationsreaktionen. Damit lassen sich wichtige Reaktionen so beeinflussen, dass nur eine von zwei spiegelsymmetrischen Formen eines Moleküls gebildet wird, und die andere, möglicherweise schädliche Form vermieden wird.

Trotz des Nobelpreises verfolgte Sharpless die Idee von weiteren, einfachen und zuverlässigen Reaktionen, die schnell ablaufen und unerwünschte Nebenprodukte vermeiden. Um das Jahr 2000 prägte er den Begriff der Click-Chemie. Unabhängig voneinander stellten Sharpless und Morten Meldal (68) von der Universität Kopenhagen kurz darauf das "Kronjuwel der Click-Chemie vor: die kupferkatalysierte Azid-Alkin-Cycloaddition", so das Nobelkomitee.

Weil Kupfer jedoch in größeren Mengen giftig ist, lassen sich diese Reaktionen nicht in lebenden Zellen anwenden. Das Problem löste Carolyn Bertozzi (55) von der Universität Stanford im kalifornischen Palo Alto. Die von ihr aus der Click-Chemie heraus entwickelte bioorthogonale Chemie funktioniert auch im Inneren lebender Organismen, ohne die normale Chemie der Zelle zu stören.

Diese Reaktionen werden laut Nobelkomitee heute weltweit eingesetzt, um Zellen zu erforschen und biologische Prozesse zu verfolgen. Mit Hilfe bioorthogonaler Reaktionen sei etwa die Zielgenauigkeit von Krebsmedikamenten, die derzeit bereits in klinischen Versuchen getestet werden, verbessert worden.

Die Funktionsweise lässt sich laut dem Chemiker Nuno Maulide von der Universität Wien mit einem gut sortierten Zuckerlgeschäft vergleichen: Das Geschäft entspreche der Zelle, in der "Millionen bis Milliarden von Substanzen" herumschwirren, die andere Substanzen zur Reaktion einladen. Die Kunst besteht darin, in diesem Umfeld gezielt künstlich Reaktionen ablaufen zu lassen, die andere Abläufe nicht verändern. Die "bioorthogonale Chemie" verhalte sich wie ein "gut erzogenes Kind" in diesem Geschäft, das trotz der vielen Verlockungen in den Regalen nur jene Zuckerl kauft, die es soll, erklärte der Chemiker.

Schockzustand "eine Untertreibung"

Bertozzi zeigte sich in einer ersten telefonischen Reaktion im Rahmen der Bekanntgabe höchst überrascht: Schockzustand sei "eine Untertreibung", sagte die Forscherin, es gehe ihr aber von Minute zu Minute besser.

Die von ihr vorangetriebene bioorthogonale Chemie werde mittlerweile großflächig als "Werkzeug zur Entdeckung von biologischen Abläufen" eingesetzt, sagte die Biochemikerin. Ein anderes vielversprechendes Anwendungsgebiet sei es, damit Wirkstoffe im Körper punktgenau an die Stellen zu leiten, wo sie gebraucht werden. Der Preis könne ihr Forschungsfeld an der Schnittstelle zwischen Chemie und Biologie auf jeden Fall beflügeln, meinte die Wissenschafterin.

Die Auszeichnung ist mit zehn Millionen Schwedischen Kronen (rund 920.000 Euro) dotiert. Übergeben wird der Preis alljährlich am 10. Dezember, dem Todestag des Stifters Alfred Nobel.