ഈ വര്‍ഷത്തെ രസതന്ത്ര നൊബേല്‍ സമ്മാനം നേടിയ ജര്‍മന്‍ ഗവേഷകനായ ബഞ്ചമിന്‍ ലിസ്റ്റ്, ബ്രിട്ടീഷ് വംശനായ അമേരിക്കന്‍ ഗവേഷകന്‍ ഡേവിഡ് മാക്മില്ലന്‍ എന്നിവരുടെ കണ്ടെത്തലിനെക്കുറിച്ച് അരുണ്‍ അശോകന്‍ എഴുതുന്നു. 'അസിമെട്രിക് ഓര്‍ഗാനോകാറ്റലിസ്റ്റുകള്‍ വികസിപ്പിച്ചതിനാ'ണ് ഇരുവര്‍ക്കും നൊബേല്‍ പുരസ്‌കാരം ലഭിച്ചത്.
ഈ മരുന്നിന്റെ പാര്‍ശ്വഫലമായി പതിനായിരത്തിലധികം കുഞ്ഞുങ്ങള്‍ കൈകാലുകളില്ലാതെ പിറന്നുവീണുവെന്നാണ് ചരിത്രം. പക്ഷെ ഇപ്പോഴും എച്ച്‌ഐവി, ചിലതരം ക്യാന്‍സറുകള്‍ എന്നിവയ്ക്ക് ഈ മരുന്ന് ഉപയോഗിക്കുന്നുണ്ട്. പരീക്ഷണങ്ങള്‍ ഒന്നും നടത്താതെയാണോ ഇത്തരത്തില്‍ ഒരു മരുന്ന് ഗര്‍ഭിണികള്‍ക്ക് നല്‍കുന്നതിന് അനുമതി നല്‍കിയത്? ഇത്രയേറെ പാര്‍ശ്വഫലങ്ങള്‍ ഉള്ളതാണെന്ന് തെളിഞ്ഞിട്ടും പിന്നെയും എന്തിനാണ് ഇത് ഉപയോഗിക്കുന്നത്? ഈ ചോദ്യങ്ങള്‍ മുന്നിലുണ്ടാകും.
BREAKING NEWS:
The 2021 in Chemistry has been awarded to Benjamin List and David W.C. MacMillan “for the development of asymmetric organocatalysis.” pic.twitter.com/SzTJ2Chtge
1956 ജൂലൈയിലാണ് ജര്‍മനിയില്‍ താലിഡൊമിഡ് (Thalidomide) എന്ന മരുന്നിന് മനുഷ്യരിലെ ഉപയോഗത്തിനുള്ള ലൈസന്‍സ് ലഭിക്കുന്നത്. സെഡേറ്റീവ് ആയാണ് ഈ മരുന്ന് കണ്ടുപിടിക്കുന്നത്. പിന്നീട് ജലദോഷം , ഫ്‌ലൂ തുടങ്ങിയ അവസ്ഥകള്‍ക്കെല്ലാം ഉപയോഗിക്കപ്പെട്ടു. ഗര്‍ഭിണികളിലെ മോണിംഗ് സിക്ക്‌നസ് ഒഴിവാക്കാനും ഇത് നിര്‍ദ്ദേശിക്കപ്പെട്ടു. 1961 `ല്‍ ജര്‍മനിയില്‍ ഈ മരുന്ന് നിരോധിച്ചു. വൈദ്യരംഗത്തെ വലിയ ദുരന്തമായാണ് താലിഡൊമിഡ് ഇന്ന് അറിയപ്പെടുന്നത്.
ഈ മരുന്നിന്റെ പാര്‍ശ്വഫലമായി പതിനായിരത്തിലധികം കുഞ്ഞുങ്ങള്‍ കൈകാലുകളില്ലാതെ പിറന്നുവീണുവെന്നാണ് ചരിത്രം. പക്ഷെ ഇപ്പോഴും എച്ച്‌ഐവി, ചിലതരം ക്യാന്‍സറുകള്‍ എന്നിവയ്ക്ക് ഈ മരുന്ന് ഉപയോഗിക്കുന്നുണ്ട്. പരീക്ഷണങ്ങള്‍ ഒന്നും നടത്താതെയാണോ ഇത്തരത്തില്‍ ഒരു മരുന്ന് ഗര്‍ഭിണികള്‍ക്ക് നല്‍കുന്നതിന് അനുമതി നല്‍കിയത്? ഇത്രയേറെ പാര്‍ശ്വഫലങ്ങള്‍ ഉള്ളതാണെന്ന് തെളിഞ്ഞിട്ടും പിന്നെയും എന്തിനാണ് ഇത് ഉപയോഗിക്കുന്നത്? ഈ ചോദ്യങ്ങള്‍ മുന്നിലുണ്ടാകും.
ഈ ചോദ്യങ്ങള്‍ക്കുള്ള ഉത്തരവും ഇത്തവണത്തെ കെമിസ്ട്രി നോബല്‍ സമ്മാനത്തിന് അര്‍ഹമായ ഓര്‍ഗാനിക് അസിമെട്രിക് കറ്റാലിസിസും തമ്മില്‍ ചില ബന്ധങ്ങളുണ്ട്.
നമുക്ക് ചുറ്റുമുള്ള വസ്തുക്കളെയെല്ലാം നോക്കൂ. അവയെല്ലാം നിര്‍മ്മിക്കപ്പെട്ടിരിക്കുന്നത് ആറ്റങ്ങള്‍ കൊണ്ടാണ്. ആറ്റങ്ങള്‍ കൊണ്ടാണെങ്കിലും അവയെല്ലാം ഒരുപോലെ അല്ല. ആ വ്യത്യാസത്തിന് കാരണം വ്യത്യസ്ത മൂലകങ്ങളും അവ നിര്‍മ്മിക്കുന്ന തന്മാത്രകളുമാണ്. ഓക്‌സിജനും ഓക്‌സിജനും ചേര്‍ന്ന് ഓക്‌സിജന്‍ തന്മാത്രകള്‍ ഉണ്ടാകുന്നു. അതുപോലെ രണ്ട് ഹൈഡ്രജനും ഒരു ഓക്‌സിജനും ചേര്‍ന്ന് ജലതന്മാത്ര ഉണ്ടാകുന്നു. ഇങ്ങനെ ചെറുതില്‍ തുടങ്ങി അതിസങ്കീര്‍ണമായ വലിയ തന്മാത്രകള്‍ വരെയുണ്ട്.
Benjamin List – awarded the in Chemistry – wondered whether an entire enzyme was really required to obtain a catalyst. He tested whether an amino acid called proline could catalyse a chemical reaction. It worked brilliantly. pic.twitter.com/YXpA0RnbPm
— The Nobel Prize (@NobelPrize)
നമ്മുടെ ശരീരം തന്നെ അത്തരത്തിലുള്ള പല തരം തന്മാത്രകളുടെ സഞ്ചയമാണ്. പ്രകൃതി ഇത്തരത്തിലാണ് തന്റെ നിര്‍മ്മാണമെല്ലാം നടത്തുന്നത്. ചുറ്റും നോക്കിയാല്‍ പ്രകൃതിയുടെ ഈ നിര്‍മ്മാണകല കാണാം. സത്യത്തില്‍ പ്രകൃതി തന്നെ ഈ നിര്‍മ്മാണകലയുടെ ഉത്പന്നമാണ്. പക്ഷെ ചുറ്റും നോക്കൂ, പ്രകൃതിയുടെ മാത്രമല്ല, മനുഷ്യന്റെയും നിര്‍മ്മാണകല നമുക്ക് കാണാം. പ്രകൃതിയെ അനുകരിച്ച് മനുഷ്യനും മൂലകങ്ങളെ ചേര്‍ത്ത് തന്മാത്രകളും അവയില്‍ നിന്ന് പല തരം വസ്തുക്കളും നിര്‍മ്മിക്കുന്നുണ്ട്. ഈ നിര്‍മ്മാണ പ്രവര്‍ത്തികളുടെയെല്ലാം അടിസ്ഥാനം കെമിസ്ട്രിയാണ്. കെമിസ്റ്റുകള്‍ അതുകൊണ്ട് തന്നെ ഒരു തരം കലാകാരന്‍മാരാണ്. പ്രകൃതിയുടെ നിര്‍മാണ കല അനുകരിക്കുന്നവര്‍.
കല വിട്ട് ശാസ്ത്രത്തിലേക്ക് വന്നാല്‍ തന്മാത്രകളുടെ സ്വഭാവത്തിന്റെ അടിസ്ഥാനത്തില്‍ കെമിസ്ട്രി വിശാലഅര്‍ത്ഥത്തില്‍ രണ്ടായി പിരിഞ്ഞിരിക്കുന്നതായി കാണാം. ഓര്‍ഗാനിക് കെമിസ്ട്രി എന്നും ഇന്‍ഓര്‍ഗാനിക് കെമിസ്ട്രി എന്നും. കാര്‍ബണിക രസതന്ത്രം എന്നും അകാര്‍ബണിക രസതന്ത്രം എന്നും ഇതിന് മനോഹരമായ മലയാളം ഉണ്ട്. മറ്റേതൊരു മൂലകത്തിന് ഉണ്ടാക്കാന്‍ കഴുന്നതിനേക്കാള്‍ കൂടുതല്‍ വ്യത്യസ്ത തരം സംയുക്തങ്ങള്‍ ഉണ്ടാക്കാന്‍ കാര്‍ബണിനും ഇതിനോട് ചേരുന്ന മറ്റ് ചില മൂലകങ്ങള്‍ക്കും കഴിയും. കാര്‍ബണിന്റെ ഘടനയില്‍ ഉള്ള പ്രത്യേകത കൊണ്ടാണ് ഇത് സാധിക്കുന്നത്. ഇവയെക്കുറിച്ചുള്ള പഠനത്തിന് ജീവനുമായി ബന്ധപ്പെട്ടും വളരെ പ്രാധാന്യമുണ്ട്. കാരണം നമ്മുടെ ശരീരത്തില്‍ അടക്കം നടക്കുന്ന പല രാസപ്രവര്‍ത്തനങ്ങളിലും പങ്കെടുക്കുന്നത് കാര്‍ബണിക സംയുക്തങ്ങളാണ്.
കാര്യത്തിലേക്ക് വന്നാല്‍ ഈ കാര്‍ബണിക സംയുക്തങ്ങളില്‍ ചിലതിനുള്ള പ്രത്യേകതയാണ് കൈറാലിറ്റി എന്ന് പറയുന്നത്. നമ്മുടെ കൈകള്‍ പോലുള്ള സംയുക്തങ്ങള്‍ ഉണ്ടാക്കാനുള്ള കഴിവാണ് ഇപ്പറയുന്ന കൈറാലിറ്റി. അതായത് നമ്മുടെ ഒരു കൈ മറ്റേ കൈയുടെ മിറര്‍ ഇമേജ് ആണെന്ന് പറയാറില്ലേ. അതായത് ഒരു കൈ മറ്റേ കൈയുടെ പുറത്ത് വച്ചാല്‍ വിരലുകള്‍ നേര്‍വിപരീത ഓര്‍ഡറിലാണ് ഇരിക്കുന്നത്, നമ്മള്‍ നമ്മളെ തന്നെ കണ്ണാടിയില്‍ കാണുന്നത് പോലെ. നമ്മള്‍ ഇടതുകൈ അനക്കിയാല്‍ കണ്ണാടിയിലുള്ള നമ്മുടെ വലതുകൈയാണല്ലോ അനങ്ങുന്നത്. ഇതുപോലെ നേര്‍വിപരീത മിറര്‍ ഘടനയുള്ള സംയുക്തങ്ങള്‍ enantiomers എന്നാണ് അറിയപ്പെടുന്നത്. നമ്മള്‍ നേരത്തെ കണ്ട Thalidomide ഇതുപോലെയുളള സംയുക്തമാണ്. ഇതിന് S,R എന്നിങ്ങനെ രണ്ട് enantiomers ഉണ്ട്. ഇവയില്‍ ഒന്ന് മരുന്നായി പ്രവര്‍ത്തിക്കുമ്പോള്‍ രണ്ടാമത്തേത് പാര്‍ശ്വഫലം ഉണ്ടാക്കുന്നുവെന്നാണ് പിന്നീട് വന്ന പഠനങ്ങള്‍ പറയുന്നത്.
ആദ്യകാലത്ത് ഇത് തിരിച്ചറിയാന്‍ കഴിയാതെ പോയത് പതിനായിരത്തോളം കുഞ്ഞുങ്ങളുടെ ജീവിതമാണ് തകര്‍ത്തുകളഞ്ഞത്. ഈ സംഭവത്തെ തുടര്‍ന്നാണ് മരുന്ന് പരീക്ഷണങ്ങള്‍ കൂടുതല്‍ കര്‍ക്കശമാക്കാന്‍ ലോകരാജ്യങ്ങള്‍ തീരുമാനം എടുത്തത്. ഇത്തരത്തില്‍ മിറര്‍ ഘടനയുള്ള സംയുക്തങ്ങളില്‍ നിന്ന് നമുക്ക് വേണ്ട കൈറല്‍ ഫോമുള്ള സംയുക്തത്തെ മാത്രം വേര്‍തിരിച്ചെടുക്കുന്നതിനുള്ള പുതിയൊരു മാര്‍ഗം കണ്ടെത്തിയതിനാണ് ബെഞ്ചമിന്‍ ലിസ്റ്റ് , ഡേവിഡ് മക്മില്ലന്‍ എന്നിവര്‍ക്ക് ഇത്തവണത്തെ നൊബേല്‍ പുരസ്‌കാരം കിട്ടിയിരിക്കുന്നത്. ഈ പ്രോസസാണ് ഓര്‍ഗാനിക് അസിമെട്രിക് കെറ്റാലിസിസ്.
...........................................
Read More: ചുംബിക്കുമ്പോള്‍ സുഖം, കടിക്കുമ്പോള്‍ വേദന; എന്തുകൊണ്ടാണ് ഇങ്ങനെ?
...........................................
കാറ്റലിസ്റ്റ് എന്ന വാക്ക് സ്‌കൂള്‍ ക്ലാസുകള്‍ മുതല്‍ കേള്‍ക്കുന്നതാണ്. മലയാളം മീഡിയത്തില്‍ പഠിച്ച നമ്മളെപ്പോലുള്ളവര്‍ ഉത്‌പ്രേരകം എന്ന പേരിലാണ് ഇത് പഠിച്ചിട്ടുള്ളത്. സ്വയം രാസമാറ്റത്തിന് വിധേയമാകാതെ രാസപ്രവര്‍ത്തനത്തിന്റെ വേഗത കൂട്ടുന്ന വസ്തുക്കളെ ഉത്‌പ്രേരകം എന്ന് പറയുന്നുവെന്ന് ആയിരുന്നു നിര്‍വചനം. ഒരു കെമിക്കല്‍ പ്രോസസ് നടക്കണമെങ്കില്‍ അത് തുടങ്ങുന്നതിന് ആവശ്യമായ മിനിമം എനര്‍ജി ആ സിസ്റ്റത്തിന് കിട്ടണം. ഈ എനര്‍ജി ലെവലില്‍ മാറ്റം വരുത്തുകയാണ് കാറ്റലിസ്റ്റുകള്‍ ചെയ്യുന്നത്.
സാധാരണയായി രണ്ട് തരം കാറ്റലിസ്റ്റുകളെയാണ് നേരത്തെ മുതല്‍ കെമിസ്ട്രിയില്‍ ഉപയോഗിക്കുന്നത്. അതില്‍ ഒന്ന് എന്‍സൈമേഴ്‌സും മറ്റേത് മെറ്റല്‍ കാറ്റലിസ്റ്റുകളുമാണ്. അമിനോ ആസിഡുകളാല്‍ നിര്‍മ്മിക്കപ്പെടുന്ന പ്രോട്ടിന്‍ തന്മാത്രകള്‍ വിവിധ ഘടന സ്വീകരിച്ചാണ് എന്‍സൈമുകള്‍ ഉണ്ടാകുന്നത്. നമ്മുടെ ശരീരത്തിലെ പല രാസപ്രവര്‍ത്തിന്റെയും വേഗത കൂട്ടുന്നത് ഇത്തരം എന്‍സൈമുകള്‍ അഥവാ രാസാഗ്‌നികളാണ്. നമ്മുടെ ശരീരത്തിലേക്ക് പോകുന്ന അന്നജത്തെ തന്നെ ഉദാഹരണമായി എടുക്കുക. ഇതിന്റെ വലിയ തന്മാത്രകളെ ചെറിയ തന്മാത്രകളായി മുറിക്കാന്‍ പ്രത്യേക എന്‍സൈം സിസ്റ്റം തന്നെ നമ്മുടെ ശരീരത്തിലുണ്ട്.
2021 laureate David MacMillan worked with metal catalysts that were easily destroyed by moisture. He wondered whether he could develop a more durable type of catalyst using simple organic molecules. One of these proved to be excellent at asymmetric catalysis. pic.twitter.com/yEThOzVwuD
— The Nobel Prize (@NobelPrize)
ശരീരത്തില്‍ നടക്കുന്ന ഇത്തരം പ്രവര്‍ത്തനത്തെ ലബോറട്ടറിയില്‍ പുനസൃഷ്ടിക്കാന്‍ കെമിസ്റ്റുകള്‍ക്ക് കഴിഞ്ഞിട്ടുണ്ട്. എന്‍സൈമുകള്‍ക്ക് പകരം കാറ്റലിസ്റ്റായി ഉപയോഗിക്കാന്‍ കഴിയുന്ന ചെറിയ ഓര്‍ഗാനിക് സംയുക്തങ്ങളെ കണ്ടെത്തുകയാണ് ലിസ്റ്റും മക്മില്ലനും ചെയ്തിരിക്കുന്നത്. ഇതിലൂടെ മെഡിക്കല്‍ രംഗത്ത് അടക്കം നേരത്തെ ചൂണ്ടിക്കാട്ടിയതുപോലുള്ള വലിയ പ്രയോജനങ്ങളുണ്ട്.
വ്യാവസായിക രംഗത്ത് ഇപ്പോള്‍ ഉപയോഗിക്കുന്ന മെറ്റല്‍ കാറ്റലിസ്റ്റുകള്‍ പലതും പ്രകൃതിക്ക് ദോഷം വരുത്തുന്ന മാലിന്യങ്ങള്‍ ഉപോത്പന്നമായി ഉണ്ടാക്കുന്നുണ്ട്. ഈ പ്രശ്‌നത്തിന് പരിഹാരം കാണാനും, കൂടുതല്‍ പ്രകൃതി സൗഹൃദമായ രീതിയില്‍ വ്യാവസായിക രംഗത്തെ കാറ്റലൈസേഷനെ മാറ്റാനും ഓര്‍ഗാനിക് അസിമെട്രിക് കറ്റാലിസിസിന് കഴിയും. പല കെമിക്കല്‍ പ്രോസസുകളിലെയും ഘട്ടങ്ങള്‍ കുറയ്ക്കാനും ഇതിന് കഴിയുമെന്നാണ് നൊബേല്‍ കമ്മിറ്റി വിലയിരുത്തിയിരിക്കുന്നത്.
മാനവരാശിക്ക് വലിയ സംഭാവനകള്‍ ശാസ്ത്രം നല്‍കിയിട്ടുണ്ട്. പക്ഷെ താലിഡൊമിഡ് പോലുള്ള പല ദുരന്തങ്ങളും ശാസ്ത്രത്തിന്റെ തന്നെ യാത്രയിലെ ഭാഗമാണ്. അതുപോലെ തന്നെ പല കെമിക്കല്‍ പ്രോസസുകളും പ്രകൃതിക്ക് മേല്‍ വലിയ നാശങ്ങളും വരുത്തുന്നുണ്ട്. തെറ്റുകള്‍ അംഗീകരിക്കലും തിരുത്തലുമാണ് ശാസ്ത്രത്തിന്റെ പ്രത്യേകത. അങ്ങനെ കൂടുതല്‍ ശരിയിലേക്കുള്ള മാറ്റത്തിന്റെ പേര് കൂടിയാണ് ഓര്‍ഗാനിക് അസിമെട്രിക് കെറ്റാലിസിസ് എന്ന് പ്രതീക്ഷിക്കാം.