Nobel de Química 2022: o que é a “química do clique”?

Nesta quarta (5), os americanos Barry Sharpless e Carolyn Bertozzi e o dinamarquês Morten Meldal ganharam o Prêmio Nobel de Química 2022 – são 10 milhões de coroas suecas (R$ 4,8 milhões) para o trio dividir entre si. Eles criaram uma forma eficiente de desenvolver moléculas chamada “química do clique”.

Quem deu o pontapé inicial foi Barry Sharpless (que agora tem dois prêmios Nobel em seu currículo).

Lá em 2001, ele defendeu uma abordagem inovadora e minimalista para a química: parar de imitar moléculas complexas encontradas na natureza.

E por que ele pensou nisso? Porque construir tais moléculas envolve muitas etapas; uma sequência de reações químicas que não só significa mais trabalho como também cria subprodutos indesejados e leva à perda de material. Imagine que cada processo pode gerar uma sujeira – como as lascas de madeira que surgem quando você aponta um lápis –, e os químicos precisam mandá-la embora antes de continuar.

Sharpless encorajou seus colegas a trabalhar com moléculas simples e ligá-las por meio de átomos de nitrogênio ou oxigênio – em vez de gastar tempo e material imitando biomoléculas e tentando encaixar átomos de carbono. Os átomos de nitrogênio ou oxigênio seriam como peças de Lego que se encaixam perfeitamente, e poderiam ligar uma molécula à outra com mais eficiência. 

Foi aí que o americano criou o conceito de química do clique, em que as reações ocorrem rapidamente e os pesquisadores conseguem evitar aqueles subprodutos indesejados. Depois, em 2002, ele e Morten Medal – trabalhando de forma independente – encontraram a reação de clique “ideal” entre dois grupos químicos: azidas e alcinos.

Eles descobriram que uma forma fácil de ligar duas moléculas diferentes era introduzir uma azida em uma molécula e um alcino na outra – almas gêmeas no mundo das peças de Lego. Para encaixá-las, os químicos só precisavam da ajuda do cobre, que serviria de catalisador da reação química – ou seja, poderia acelerar o processo.

Então, em 2004, Carolyn Bertozzi deu um passo além. Ela descobriu que o cobre poderia cair fora dessa equação se o alcino fosse forçado a formar uma estrutura química em forma de anel. Assim, as reações de clique poderiam funcionar dentro de organismos vivos, sem o material tóxico. Elas foram batizadas de reações bio-ortogonais.

A química do clique lançou as bases para uma forma funcional da química, em que uma variedade de moléculas é construída de forma rápida e eficiente – para a produção de medicamentos e materiais sintéticos, por exemplo. Já as reações bio-ortogonais são hoje usadas globalmente por pesquisadores para explorarem células e rastrearem processos biológicos.

Este ano, ainda serão entregues os prêmios Nobel de Literatura, da Paz e da Economia. Você pode entender as obras e descobertas por trás deles acompanhando nosso site. Na última segunda (3), o biólogo sueco Svante Pääbo ganhou o Nobel de Medicina. Já na última terça (4), John Clauser, Alain Aspect e Anton Zeilinger ganharam o Nobel de Física.