Moleküle haben auch "rechte und linke Hände" – warum der Nobelpreis für Chemie an Kenzo Soai und Henri Kagan für die Arzneimittelherstellung wichtig ist

Versuchen Sie, einen rechten Handschuh auf die linke Hand zu ziehen. Obwohl die Anzahl der Finger und die grobe Form gleich sind, passt es nicht richtig.

Tatsächlich gibt es in der unsichtbaren Welt der Moleküle ähnliche Unterschiede. Und wie man mit diesen Unterschieden umgeht, ist auch für die Arzneimittelherstellung von Bedeutung.

Am 7. Oktober 2026 wurden der Japaner Kenzo Soai und der Franzose Henri Kagan als Nobelpreisträger für Chemie bekannt gegeben. Der Grund für die Auszeichnung ist die "Entdeckung nichtlinearer Effekte und der autokatalytischen Wirkung in der asymmetrischen organischen Synthese".

Fachbegriffe können kompliziert klingen, aber im Zentrum der Forschung steht eine Frage, die mit einem alltäglichen Beispiel betrachtet werden kann.

Wie kann man von zwei spiegelbildlichen Molekülen eines bevorzugt herstellen? Und kann ein kleiner Unterschied zwischen rechts und links zu einem großen Unterschied anwachsen?

Die Forschung der beiden Wissenschaftler hat den Weg geebnet, diese Fragen durch chemische Reaktionen zu beantworten.

Dasselbe Material wirkt im Körper nicht immer gleich

Breiten Sie beide Hände aus und legen Sie sie mit den Handflächen nach oben übereinander. Selbst wenn Sie eine Hand bewegen, können Sie Daumen bis kleinen Finger nicht vollständig überlagern.

Diese Eigenschaft, dass sie "spiegelbildlich sind, aber nicht überlagert werden können", wird in der Chemie als Chiralität bezeichnet.

Auch bei Molekülen gibt es solche, bei denen die gleichen Atome in der gleichen Reihenfolge verbunden sind, aber die räumliche Anordnung spiegelbildlich ist. Diese beiden werden als "Enantiomere" bezeichnet.

Warum ist der Unterschied in der Ausrichtung so wichtig?

Die Moleküle, die in unserem Körper wirken, haben auch eine dreidimensionale Form und verbinden sich in einer bestimmten Ausrichtung mit anderen Molekülen. So wie ein rechter Handschuh nicht auf die linke Hand passt, wirken spiegelbildliche Moleküle im Körper nicht unbedingt gleich.

Im Falle von Medikamenten kann es sein, dass eines die gewünschte Wirkung zeigt, während das andere schwächer wirkt oder eine andere Wirkung hat.

Es gibt jedoch keine einfache Regel, dass "eine Seite immer ein Medikament und die andere immer ein Gift ist". Wichtig ist, die rechte und linke Seite der Moleküle zu unterscheiden und ihre Eigenschaften zu überprüfen. Dafür ist eine Technik erforderlich, um die gewünschte Form gezielt herzustellen.

Das von Kagan gezeigte System zur "Vergrößerung kleiner Unterschiede"

Ein Stoff, der hilft, chemische Reaktionen voranzutreiben, wird als "Katalysator" bezeichnet. Wenn der Katalysator selbst einen Unterschied zwischen rechts und links aufweist, kann diese Eigenschaft genutzt werden, um mehr von einem der Produkte zu erzeugen.

Hier stellt sich die Frage nach dem Zusammenhang zwischen der Asymmetrie des Katalysators und der Asymmetrie der entstehenden Moleküle.

Wenn der Katalysator nur leicht in eine Richtung geneigt ist, wird auch das Produkt leicht geneigt sein. Intuitiv könnte man sich eine solche proportionale Beziehung vorstellen.

Doch Kagan zeigte, dass dies nicht unbedingt der Fall ist. Je nach Reaktionsmechanismus kann die Asymmetrie des Produkts größer sein, als man einfach aus der Asymmetrie des Katalysators erwarten würde.

Dies ist der Einstieg in das Verständnis des "nichtlinearen Effekts", der Teil des Grundes für die diesjährige Auszeichnung ist.

Ein kleiner Unterschied muss nicht immer als kleiner Unterschied erscheinen. Wenn die Reaktion gut gestaltet ist, kann dieser Unterschied verstärkt werden. Diese Entdeckung hat das Denken über Reaktionen zur Herstellung gezielter Enantiomere erweitert.

Soais Entdeckung: "Das entstandene Molekül stellt das nächste Molekül her"

In Soais Forschung passiert etwas noch Interessanteres.

Das durch die Reaktion entstandene Material wirkt als Katalysator zur Herstellung eines Materials mit derselben Struktur. Dabei wird auch die Asymmetrie verstärkt.

Dies ist die "asymmetrische autokatalytische Reaktion", bekannt als "Soai-Reaktion".

Das Bild ist, dass man mit einem Zustand beginnt, in dem es nur ein wenig mehr von der rechten Hand gibt, und diese Asymmetrie durch die Reaktion verstärkt wird. Da das entstandene Material die nächste Bildung unterstützt, kann der anfängliche kleine Unterschied zu einem großen Ergebnis führen.

Natürlich vermehren sich die Moleküle nicht unendlich ohne Rohstoffe. Es handelt sich um ein chemisches Phänomen, bei dem das Produkt unter bestimmten Rohstoffen und Reaktionsbedingungen als Katalysator wirkt.

Das 1995 veröffentlichte Papier von Soai und Kollegen wurde zu einem wichtigen Ergebnis, das die asymmetrische autokatalytische Reaktion und die Verstärkung der Asymmetrie zeigt. Die Forschung zur Entschlüsselung des Mechanismus und zur Erforschung, was die anfängliche Asymmetrie verursacht, wird fortgesetzt.

Es ist näher am Kern der Entdeckung, dies als "das Produkt selbst wird zum Katalysator" zu verstehen, anstatt zu denken, dass "eine Seite ohne Katalysator hergestellt wurde".

Reicht es nicht aus, in der Arzneimittelherstellung "nachträglich zu trennen"?

In der wissenschaftlichen Community von Reddit wurde im Zusammenhang mit der diesjährigen Auszeichnung die Frage gestellt, ob es nicht ausreicht, die unerwünschten Enantiomere nachträglich zu entfernen.

Dies ist eine gute Frage, um die Bedeutung der Forschung zu verstehen.

Es gibt zwar Methoden, um gemischte Produkte zu trennen. Aber Enantiomere haben viele ähnliche physikalische Eigenschaften, und es ist nicht so einfach, sie wie Sand und Kieselsteine zu sieben. Für die Trennung ist ein System erforderlich, das die rechte und linke Seite unterscheiden kann.

Daher wird der Gedanke wichtig, im Reaktionsstadium die gewünschte Seite bevorzugt herzustellen.

Bei der Herstellung von Arzneimitteln wird gefragt, welche stereochemische Struktur des Materials wie stabil erhalten werden kann. Die Chemie, die den Unterschied zwischen rechts und links steuert, unterstützt diese Grundlage.

Die diesjährige Auszeichnung ist keine Nachricht über die Fertigstellung eines neuen Medikaments zur Heilung einer bestimmten Krankheit. Es ist eine Anerkennung dafür, dass das Verständnis der Chemie zur Gestaltung und Herstellung verschiedener Moleküle vertieft wurde.

Darüber hinaus garantiert das Herstellen eines Enantiomers nicht automatisch die Sicherheit oder Wirksamkeit als Medikament. Dies muss für jede Substanz separat untersucht werden.

Die große Frage: "Warum verwendet das Leben nur eine Seite?"

Die Faszination dieser Forschung endet nicht nur mit ihrer Beziehung zu Arzneimitteln.

Moleküle, die das Leben ausmachen, haben die Eigenschaft, sich auf eine Seite zu neigen. Zum Beispiel werden die Aminosäuren, die Proteine bilden, abgesehen von Glycin, das keine Unterscheidung zwischen rechts und links hat, grundsätzlich in der sogenannten L-Form verwendet.

Warum ist im Leben eine solche Neigung entstanden?

Diese Frage wird als "Ursprung der Homochiralität" bezeichnet und ist ein wichtiges Forschungsthema, um das Entstehen des Lebens zu verstehen.

Die Soai-Reaktion zeigte einen konkreten Mechanismus, bei dem eine sehr kleine Asymmetrie durch chemische Reaktionen verstärkt werden kann. Dies wurde zu einem experimentellen Anhaltspunkt, um den Prozess zu betrachten, durch den sich die Moleküle des Lebens auf eine Seite ausrichten.

Allerdings kann man daraus nicht schließen, dass der Prozess der Entstehung des Lebens auf der Erde vollständig rekonstruiert wurde.

Sind die im Labor möglichen Reaktionen auch vor der Entstehung des Lebens auf der Erde auf ähnliche Weise aufgetreten? Wie verbinden sich diese Reaktionen mit den tatsächlichen Biomolekülen? Es bleiben Fragen zu klären.

Es ist wichtig, den Weg zu einem großen Rätsel zu zeigen und nicht alle historischen Ereignisse als festgelegt zu betrachten.

Reaktionen in den sozialen Medien – Glückwünsche und der Wunsch nach "einfacheren Erklärungen"

In Bezug auf die diesjährige Auszeichnung äußerte der französische Präsident Macron auf X, dass dies ein großer Stolz für das Land sei und eine Anerkennung, die Kagans Forscherleben verdient. Dies wurde auch in einem Artikel von France-Antilles erwähnt.

In der wissenschaftlichen Community von Reddit gab es Beiträge, die sich darüber freuten, dass Kagans langjährige Arbeit endlich gewürdigt wurde. Ein anderer Beitrag zeigte Interesse und Glückwünsche zur Forschung, obwohl der Verfasser angab, Mathematik als Fachgebiet zu haben.

Gleichzeitig gab es auch Reaktionen, die um einfachere Erklärungen baten. Warum ist es notwendig, spiegelbildliche Moleküle zu unterscheiden, und warum reicht es nicht aus, nur die unerwünschte Seite zu entfernen? Es sind Fragen, die über Fachbegriffe hinaus verstanden werden möchten.

Dies zeigt, dass der Nobelpreis nicht nur eine Gelegenheit ist, Forscher zu ehren, sondern auch ein Einstieg in die Wissenschaft, mit der man normalerweise nicht in Berührung kommt.

Es sei darauf hingewiesen, dass dies die Zusammenfassung einzelner Beiträge ist und keine Umfrage, die die Meinung aller Nutzer sozialer Medien widerspiegelt.

Wie sollte diese Auszeichnung in Japan aufgenommen werden?

Die Auszeichnung eines japanischen Forschers wird mit großer Freude aufgenommen. Wenn man sich jedoch nur auf die Anzahl der Preisträger konzentriert, könnte man die Faszination der Forschung verpassen.

Soais Forschung lehrt uns, dass eine auf den ersten Blick abstrakte Frage sowohl mit der Arzneimittelherstellung als auch mit dem Ursprung des Lebens verbunden ist.

"Warum entstehen Unterschiede zwischen rechts und links bei Molekülen?"

Es ist keine Frage, die sofort Produkte hervorruft, die das Leben verändern. Dennoch hat das Entdecken von Phänomenen, das wiederholte Überprüfen und das Untersuchen von Mechanismen neue Wege eröffnet, um über chemische Reaktionen nachzudenken.

Der Wert der Grundlagenforschung ist nicht immer vollständig absehbar, wenn sie entdeckt wird. Die diesjährige Auszeichnung bietet auch die Gelegenheit, über die Bedeutung der Unterstützung solcher Forschung über lange Zeiträume nachzudenken.

Ein kleiner Unterschied zwischen rechts und links, den man nur durch den Vergleich der Hände entdecken kann. Die Forschung, die diesen Unterschied in der Welt der Moleküle verstehen und kontrollieren wollte, hat zu weltweiter Anerkennung geführt.

Quellen und Referenzmaterialien

1. France-Antilles: Basisinformationen für diesen Artikel
   Berichterstattung über die Auszeichnung vom 7. Oktober 2026. Aussagen der Preisträger, Hintergrund der Forschung von Kagan und die Reaktion von Präsident Macron auf X. Siehe beigefügten Text. Die URL enthält den Artikeltitel vor der Bekanntgabe, aber der beigefügte Text ist nach der Entscheidung.
   https://www.guadeloupe.franceantilles.fr/actualite/international/la-therapie-genique-ou-les-hormones-du-sommeil-nobel-de-chimie-mercredi-1095363.php

2. American Chemical Society (ACS): Begründung der Auszeichnung und Bedeutung der Forschung
   Offizielle Erklärung zu den Gründen für die Auszeichnung beider Wissenschaftler, zur Forschung zur Steuerung der Molekülseiten und zu deren Beziehung zu den Bereichen Arzneimittel und Materialien.acs.org
   https://www.acs.org/pressroom/newsreleases/2026/october/acs-president-comments-on-award-of-2026-nobel-prize-in-chemistry.html

3. Tokyo University of Science: Erklärung der asymmetrischen autokatalytischen Reaktion von Soai
   Universitätsmaterialien, die den Mechanismus der Selbstkatalyse des Produkts, die Verstärkung der Asymmetrie und das 1995 veröffentlichte Papier sowie die nachfolgende Forschung erklären.rs.kagu.tus.ac.jp
   https://www.rs.kagu.tus.ac.jp/applchem/info/20150918.html

4. Tokyo University of Science, Kawasaki Laboratory: Forschung zum Ursprung der Chiralität
   Erklärung des Überblicks über die Soai-Reaktion und der Forschung zur asymmetrischen Verstärkung, die mit biomolekularen Verbindungen zusammenhängt.rs.tus.ac.jp
   https://www.rs.tus.ac.jp/tkawa/Research.html

5. Nature Chemistry: Forschungsartikel zur Untersuchung des Mechanismus der Soai-Reaktion
   2020 veröffentlichter Artikel, der die Selbstkatalyse und die asymmetrische Verstärkung durch Struktur-, Reaktionsgeschwindigkeits- und Berechnungsanalysen untersucht.Nature Chemistry
   https://www.nature.com/articles/s41557-020-0421-8

6. Reddit "r/science": Reaktionen auf die