Prêmio Nobel de Química 2022 para reações que “clicam” e suas aplicações em sistemas biológicos

No dia 05 de outubro de 2022, foi anunciado que três cientistas, Carolyn Ruth Bertozzi, Morten Meldal e Karl Barry Sharpless, são os agraciados pelo Prêmio Nobel de Química 2022. O prêmio foi concedido aos três por suas contribuições no “desenvolvimento de reações click e da química bio-ortogonal” (em tradução adaptada de “for the development of click chemistry and bioorthogonal chemistry”, como divulgado pela Academia Real de Ciências Sueca).

Barry Sharpless, químico norte-americano, já recebeu o Prêmio Nobel de Química em 2001, por suas contribuições para o desenvolvimento de reações estereosseletivas. Agora, em 2022, ele está dividindo o prêmio com o químico dinamarquês Morten Meldal por terem, simultaneamente, elaborado os princípios fundamentais que regem as reações click. Usando tais princípios, a química norte-americana Carolyn Bertozzi pôde aplicar as reações click a sistemas vivos, de forma a conseguir acompanhar visualmente, e em tempo real, o que ocorre dentro de células. O trabalho dos três sintetiza o que é constantemente buscado por químicos e outros cientistas: processos que sejam rápidos e eficientes e que, ao mesmo tempo, possam ser úteis.

As reações click são especiais justamente por conseguirem juntar – ou “clicar” – duas moléculas diferentes e menores, de forma a gerar uma molécula maior e com propriedades e funcionalidades específicas. Tal qual dois bloquinhos de construção de plástico, de brinquedo, que podem ser “clicados” para dar origem a uma estrutura maior, mais interessante. Isso é possível ao reagir uma molécula que contém um grupo chamado azida (formado por três átomos de nitrogênio) com uma outra molécula contendo um grupo denominado acila (este, contendo dois átomos de carbono unidos por uma ligação tripla). Da interação entre essas duas partes, origina-se um novo grupo, denominado triazol (contendo os átomos de nitrogênio e carbono dos dois grupos anteriores organizados n uma estrutura cíclica), e que acaba servindo como ponte para conectar as duas moléculas menores, que antes estavam separadas, numa estrutura maior.

Sharpless desenvolveu os princípios básicos das reações que “clicam”, enquanto Meldal descobriu como torná-las mais rápidas ao fazer tudo na presença de sais de cobre como catalisadores. Tudo isso tornou factível a obtenção de uma infinidade de substâncias novas, com aplicações que vão desde fármacos a novos materiais. Já Bertozzi levou as reações click a outro patamar quando percebeu que era possível usar esse tipo de transformação dentro de células vivas. Tudo para observar processos biológicos ocorrendo em tempo real e de forma bio-ortogonal – ou seja, sem afetar ou atrapalhar processos bioquímicos nativos do ser vivo. A cientista conseguiu demonstrar que, ao “clicar” uma molécula fluorescente com um carboidrato modificado, já presente na superfície da célula, tornou-se possível enxergar (literalmente) essa célula, já que ela passava a exibir as propriedades de emissão de luz da molécula fluorescente ancorada.

As reações click são valiosas para diversos cientistas mundo afora, assim como para pesquisadores da UFABC (exemplos aqui, aqui e aqui). O Prêmio Nobel de Química 2022 mostra, claramente, o que se busca como ciência para o futuro: métodos cada vez mais rápidos e eficientes para se obter novas substâncias, bem como aplicações biológicas promissoras desses métodos. Química rápida, eficiente e útil!

Autoria: Programa de Pós-graduação em Ciência e Tecnologia/Química da UFABC