Chủ nhân giải Nobel Hóa học năm 2022 Peter Meldal cho rằng cần khuyến khích và tạo điều kiện cho thế hệ trẻ sớm tiếp cận với hóa học.
Giáo sư Morten Peter Meldal thuyết giảng tại Trường đại học Khoa học tự nhiên (Đại học Quốc gia TP.HCM) - Ảnh: TRẦN HUỲNH© Được Tuổi trẻ cung cấp
Trong bài thuyết giảng, giáo sư Meldal nhấn mạnh tầm quan trọng của yếu tố ngẫu nhiên (serendipity) trong khoa học.
Theo ông, các công trình quan trọng thường là sự kết hợp của ý tưởng, thiết kế thí nghiệm và sự quan sát, suy xét cẩn thận khi có xảy ra tình huống ngoài dự tính.
Điều này cho thấy các nhà khoa học cần được tự do linh hoạt, chuyển hướng nghiên cứu khi thấy cần thiết.
Hy vọng trong tương lại sẽ có các quỹ tài trợ linh hoạt hơn, không yêu cầu nhà khoa học phải giới hạn nghiên cứu của mình trong một lĩnh vực định sẵn từ đầu.
"Hóa học có vai trò vô cùng quan trọng của trong cuộc sống của chúng ta. Cần khuyến khích khơi gợi sự tò mò và tạo điều kiện cho thế hệ trẻ sớm tiếp cận với hóa học để có những khám phá mang tính đột phá trong tương lai", giáo sư Meldal nhấn mạnh.
Đông đảo sinh viên tham dự buổi thuyết giảng của giáo sư Morten Peter Meldal - Ảnh: TRẦN HUỲNH© Được Tuổi trẻ cung cấp
Giới thiệu sơ lược về hóa tổ hợp (combinatorial chemistry), giáo sư Meldal cho biết đây là phương pháp giúp tổng hợp nên một số lượng rất lớn các hợp chất khác nhau trong cùng một quy trình dưới dạng hỗn hợp.
Hỗn hợp này sẽ được sử dụng để thử hoạt tính sinh học và chỉ những hợp chất có hoạt tính mới được lọc ra và nghiên cứu thêm. Phương pháp này đòi hỏi một loại phản ứng cho hiệu suất định lượng hay gần như tuyệt đối.
Vậy phản ứng click là gì? Phản ứng click là phản ứng định lượng, có thể được sử dụng để nối các đại phân tử lại với nhau để tạo thành một hợp chất mới có đầy đủ các công dụng/tính chất của từng thành phần riêng lẻ ban đầu.
Ví dụ một phân tử lớn được tạo bởi 3 thành phần: thành phần nhận diện tế bào + thành phần giúp xuyên qua màng tế bào + thành phần làm chết tế bào. Sản phẩm tạo thành sẽ có thể nhận diện tế bào cần tiêu diệt, xâm nhập vào bên trong và tiêu diệt tế bào này.
Ứng dụng 1: tương ứng với động lực ban đầu để phát triển phản ứng click: phản ứng click được ứng dụng trong hóa tổ hợp để tạo một số lượng lớn các chất khác nhau, nhằm tìm ra chất ức chế enzyme giúp điều trị bệnh Leishmaniasis, một bệnh truyền nhiễm đang lan rộng ở Nam Mỹ lúc bấy giờ.
Kết quả thu được là một hợp chất có hằng số ức chế Ki xuống đến 76 nM. Cầu nối triazole giúp chất ức chế thu được không bị phân hủy các protease trong tế bào.
Ứng dụng 2: phản ứng click có thể được sử dụng để điều chế các hợp chất vòng lớn để làm ligand cho receptor. Kết quả đạt được là một ligand có độ chọn lọc với receptor MC4 (melanocortin 4, một receptor có liên quan đến bệnh béo phì) hơn đến 300 lần so với các receptor melanocortin khác.
Ứng dụng 3: Tạo cầu nối triazole thay cho cầu nối disulfide của peptide, cụ thể ở đây là peptide có tính kháng khuẩn Tachyplesin 1 có dạng hairpin. Hợp chất tạo thành có hoạt tính tương đương hoặc hơn peptide ban đầu và không bị mất hoạt tính trong môi trường vi khuẩn do nhóm triazole không bị hoàn nguyên như nhóm disulfide.
Ứng dụng 4: Điều chế protease, một enzyme có khả năng cắt đứt nối peptide gây khó khăn cho quá trình tổng hợp. Thay vì phải điều chế toàn bộ mạch peptide dài của protease, có thể điều chế hai mảnh rời rồi gắn lại bằng phản ứng click. Mỗi mảnh rời sẽ không có hoạt tính cho đến khi được gắn vào nhau nên không gây ảnh hưởng đến quá trình điều chế protein.
Giáo sư Morten Peter Meldal thuyết giảng tại Trường đại học Khoa học tự nhiên (Đại học Quốc gia TP.HCM) - Ảnh: TRẦN HUỲNH© Được Tuổi trẻ cung cấp
Nhà khoa học cần được tự do linh hoạt, chuyển hướng nghiên cứu
Sáng 17-4, giáo sư Morten Peter Meldal, chủ nhân giải Nobel Hóa học 2022, đã có bài thuyết giảng đại chúng dành cho sinh viên, nhà khoa học của Trường đại học Khoa học tự nhiên (Đại học Quốc gia TP.HCM).Trong bài thuyết giảng, giáo sư Meldal nhấn mạnh tầm quan trọng của yếu tố ngẫu nhiên (serendipity) trong khoa học.
Theo ông, các công trình quan trọng thường là sự kết hợp của ý tưởng, thiết kế thí nghiệm và sự quan sát, suy xét cẩn thận khi có xảy ra tình huống ngoài dự tính.
Điều này cho thấy các nhà khoa học cần được tự do linh hoạt, chuyển hướng nghiên cứu khi thấy cần thiết.
Hy vọng trong tương lại sẽ có các quỹ tài trợ linh hoạt hơn, không yêu cầu nhà khoa học phải giới hạn nghiên cứu của mình trong một lĩnh vực định sẵn từ đầu.
"Hóa học có vai trò vô cùng quan trọng của trong cuộc sống của chúng ta. Cần khuyến khích khơi gợi sự tò mò và tạo điều kiện cho thế hệ trẻ sớm tiếp cận với hóa học để có những khám phá mang tính đột phá trong tương lai", giáo sư Meldal nhấn mạnh.
Đông đảo sinh viên tham dự buổi thuyết giảng của giáo sư Morten Peter Meldal - Ảnh: TRẦN HUỲNH© Được Tuổi trẻ cung cấp
Giáo sư Meldal giải thích về phản ứng hóa học click
Trong bài nói chuyện này, giáo sư Meldal giới thiệu về Click chemistry (Hóa học Click), cụ thể là phản ứng click tạo triazole giữa azide và alkyne sử dụng xúc tác đồng I (CuAAC - phản ứng click azide-alkyne)Giới thiệu sơ lược về hóa tổ hợp (combinatorial chemistry), giáo sư Meldal cho biết đây là phương pháp giúp tổng hợp nên một số lượng rất lớn các hợp chất khác nhau trong cùng một quy trình dưới dạng hỗn hợp.
Hỗn hợp này sẽ được sử dụng để thử hoạt tính sinh học và chỉ những hợp chất có hoạt tính mới được lọc ra và nghiên cứu thêm. Phương pháp này đòi hỏi một loại phản ứng cho hiệu suất định lượng hay gần như tuyệt đối.
Vậy phản ứng click là gì? Phản ứng click là phản ứng định lượng, có thể được sử dụng để nối các đại phân tử lại với nhau để tạo thành một hợp chất mới có đầy đủ các công dụng/tính chất của từng thành phần riêng lẻ ban đầu.
Ví dụ một phân tử lớn được tạo bởi 3 thành phần: thành phần nhận diện tế bào + thành phần giúp xuyên qua màng tế bào + thành phần làm chết tế bào. Sản phẩm tạo thành sẽ có thể nhận diện tế bào cần tiêu diệt, xâm nhập vào bên trong và tiêu diệt tế bào này.
Ứng dụng của phản ứng click hóa học giúp điều trị bệnh béo phì
Chủ nhân giải Nobel Hóa học năm 2022 cũng đã giới thiệu bốn ứng dụng của phản ứng click azide-alkyne.Ứng dụng 1: tương ứng với động lực ban đầu để phát triển phản ứng click: phản ứng click được ứng dụng trong hóa tổ hợp để tạo một số lượng lớn các chất khác nhau, nhằm tìm ra chất ức chế enzyme giúp điều trị bệnh Leishmaniasis, một bệnh truyền nhiễm đang lan rộng ở Nam Mỹ lúc bấy giờ.
Kết quả thu được là một hợp chất có hằng số ức chế Ki xuống đến 76 nM. Cầu nối triazole giúp chất ức chế thu được không bị phân hủy các protease trong tế bào.
Ứng dụng 2: phản ứng click có thể được sử dụng để điều chế các hợp chất vòng lớn để làm ligand cho receptor. Kết quả đạt được là một ligand có độ chọn lọc với receptor MC4 (melanocortin 4, một receptor có liên quan đến bệnh béo phì) hơn đến 300 lần so với các receptor melanocortin khác.
Ứng dụng 3: Tạo cầu nối triazole thay cho cầu nối disulfide của peptide, cụ thể ở đây là peptide có tính kháng khuẩn Tachyplesin 1 có dạng hairpin. Hợp chất tạo thành có hoạt tính tương đương hoặc hơn peptide ban đầu và không bị mất hoạt tính trong môi trường vi khuẩn do nhóm triazole không bị hoàn nguyên như nhóm disulfide.
Ứng dụng 4: Điều chế protease, một enzyme có khả năng cắt đứt nối peptide gây khó khăn cho quá trình tổng hợp. Thay vì phải điều chế toàn bộ mạch peptide dài của protease, có thể điều chế hai mảnh rời rồi gắn lại bằng phản ứng click. Mỗi mảnh rời sẽ không có hoạt tính cho đến khi được gắn vào nhau nên không gây ảnh hưởng đến quá trình điều chế protein.
