Nobeli keemiaauhinda on välja antud alates 1901. aastast. Selle esimene laureaat oli Jacob van't Hoff. See teadlane sai auhinna tema avastatud osmootse rõhu ja keemilise dünaamika seaduste eest. Loomulikult ei saa ühe artikli raames rääkida kõigist laureaatidest. Räägime nii kuulsamatest kui ka neist, kellele on viimastel aastatel Nobeli keemiaauhind antud.
Ernest Rutherford
Üks kuulsamaid keemikuid on Ernest Rutherford. Ta sai 1908. aastal Nobeli preemia radioaktiivsete elementide lagunemise uurimise eest. Selle teadlase eluaastad on 1871-1937. Ta on Uus-Meremaal sündinud inglise füüsik ja keemik. Tänu edule Nelsoni kolledžis õppimise ajal sai ta stipendiumi, mis võimaldas tal minna Christchurchi, Uus-Meremaa linna, kus asus Canterbury kolledž. 1894. aastal sai Rutherfordist teaduse bakalaureus. Mõne aja pärast määrati teadlasele Inglismaa Cambridge'i ülikooli stipendium ja ta kolis sellesse riiki.
1898. aastal hakkas Rutherford läbi viima olulisi eksperimente, mis on seotudradioaktiivse uraaniga. Mõne aja pärast avastas ta kaks selle tüüpi: alfa- ja beetakiired. Esimesed tungivad vaid lühikese vahemaa tagant, teised aga palju rohkem. Mõne aja pärast sai Rutherford teada, et toorium eraldab spetsiaalset radioaktiivset gaasilist toodet. Ta nimetas seda nähtust "emanatsiooniks" (emissioon).
Uued uuringud on näidanud, et ka aktiinium ja raadium väljuvad. Rutherford jõudis oma avastuste põhjal olulistele järeldustele. Ta leidis, et alfa- ja beetakiired kiirgavad kõiki radioaktiivseid elemente. Lisaks väheneb nende radioaktiivsus teatud aja möödudes. Tulemuste põhjal võib teha olulise oletuse. Nagu teadlane järeldas, kuuluvad kõik teadusele teadaolevad radioaktiivsed elemendid samasse aatomiperekonda ja nende klassifitseerimisel võib võtta aluseks radioaktiivsuse vähenemise.
Marie Curie (Sklodowska)
Esimene naine, kes võitis Nobeli keemiaauhinna, oli Marie Curie. See teaduse jaoks oluline sündmus leidis aset 1911. aastal. Nobeli keemiapreemia pälvis ta polooniumi ja raadiumi avastamise, raadiumi eraldamise ning viimase elemendi ühendite ja olemuse uurimise eest. Maria sündis Poolas, mõne aja pärast kolis ta Prantsusmaale. Tema eluaastad on 1867-1934. Curie võitis Nobeli preemia mitte ainult keemias, vaid ka füüsikas (1903. aastal koos Pierre Curie ja Henri Becquereliga).
Marie Curie pidi silmitsi seisma tõsiasjaga, et naised omal aj altee teadusesse oli praktiliselt suletud. Varssavi ülikooli neid vastu ei võetud. Lisaks oli Curie perekond vaene. Maria suutis siiski Pariisis lõpetada.
Marie Curie kõige olulisemad saavutused
Henri Becquerel avastas 1896. aastal, et uraaniühendid eraldavad kiirgust, mis võib tungida sügavale. Becquereli kiirgus, erinev alt W. Roentgeni poolt 1895. aastal avastatud kiirgusest, ei olnud mingist välisest allikast pärit ergastuse tagajärg. See oli uraani olemuslik omadus. Maarjat huvitas see nähtus. 1898. aasta alguses hakkas ta seda uurima. Teadlane püüdis kindlaks teha, kas on veel aineid, millel on võime neid kiiri väljastada. 1898. aasta detsembris avastasid Pierre ja Marie Curie 2 uut elementi. Neid nimetati raadiumiks ja polooniumiks (Maarja kodumaa Poola auks). Sellele järgnes töö nende isoleerimisel ja nende omaduste uurimine. 1910. aastal eraldas Maria koos André Debirne'iga raadiumi metalli puhtal kujul. Nii sai 12 aastat tagasi alanud uurimistsükkel läbi.
Linus Carl Pauling
See mees on üks suurimaid keemikuid. Ta sai 1954. aastal Nobeli preemia keemilise sideme olemuse uurimise ning selle kasutamise eest ühendite struktuuri selgitamiseks.
Pauliaastad – 1901-1994. Ta sündis USA-s Oregoni osariigis (Portland). Teadlasena uuris Pauling pikka aega röntgenkristallograafiat. Teda huvitas, kuidas kiired läbivad kristalli ja omaduspilt. Selle joonise järgi oli võimalik määrata vastava aine aatomistruktuur. Seda meetodit kasutades uuris teadlane benseeni ja ka teiste aromaatsete ühendite sidemete olemust.
1928. aastal lõi Pauling aromaatsetes ühendites esinevate keemiliste sidemete hübridisatsiooni (resonantsi) teooria. 1934. aastal pööras teadlane oma tähelepanu biokeemiale, eriti valkude biokeemiale. Koos A. Mirskyga lõi ta valkude funktsiooni ja struktuuri teooria. See teadlane uuris koos C. Corwelliga hapniku küllastumise (hapnikuga varustatuse) mõju hemoglobiinivalgu magnetilistele omadustele. 1942. aastal suutis teadlane muuta globuliinide (veres leiduvad valgud) keemilist struktuuri. 1951. aastal avaldas Pauling koos R. Coreyga töö valkude molekulaarstruktuurist. See oli 14-aastase töö tulemus. Kasutades röntgenkristallograafiat lihaste, juuste, juuste, küünte ja muude kudede valkude uurimiseks, on teadlased teinud olulise avastuse. Nad leidsid, et valkude aminohappeahelad on keerdunud spiraaliks. See oli suur edasiminek biokeemias.
S. Hinshelwood ja N. Semenov
Tõenäoliselt tahate teada, kas on Venemaa Nobeli keemiaauhinna võitjaid. Kuigi mõned meie kaasmaalased kandideerisid sellele auhinnale, sai selle vaid N. Semenov. Koos Hinshelwoodiga pälvis ta 1956. aastal keemiliste reaktsioonide mehhanismi uurimise auhinna.
Hinshelwood – inglise teadlane (eluaastad – 1897-1967). Tema põhitöö oli seotud keti uurimisegareaktsioonid. Ta uuris nii homogeenset analüüsi kui ka seda tüüpi reaktsioonide mehhanismi.
Semenov Nikolai Nikolajevitš (eluaastad - 1896-1986) – Saratovi linnast pärit vene keemik ja füüsik. Esimene teaduslik probleem, mis teda huvitas, oli gaaside ioniseerimine. Teadlane kirjutas veel ülikooli tudengina esimese artikli molekulide ja elektronide kokkupõrgetest. Mõne aja pärast hakkas ta põhjalikum alt uurima rekombinatsiooni ja dissotsiatsiooni protsesse. Lisaks hakkasid teda huvitama tahkel pinnal toimuva auru kondenseerumise ja adsorptsiooni molekulaarsed aspektid. Tema tehtud uuringud võimaldasid leida seose pinna, millelt kondenseerub, temperatuuri ja aurutiheduse vahel. 1934. aastal avaldas teadlane artikli, milles ta tõestas, et paljud reaktsioonid, sealhulgas polümerisatsioon, kulgevad hargnenud või ahelreaktsiooni mehhanismi kasutades.
Robert Burns Woodward
Kõik Nobeli keemiapreemia laureaadid on andnud suure panuse teadusesse, kuid eriti paistab silma R. Woodward. Tema saavutused on väga olulised ka tänapäeval. See teadlane pälvis 1965. aastal Nobeli preemia. Ta sai selle panuse eest orgaanilise sünteesi valdkonda. Roberti eluaastad on 1917-1979. Ta sündis USA-s, Ameerika linnas Bostonis, mis asub Massachusettsi osariigis.
Woodward saavutas oma esimese saavutuse keemia vallas Teise maailmasõja ajal, kui ta oli Polaroid Corporationi konsultant. Sõja tõttu tekkis kiniini puudus. Tegemist on malaariavastase ravimiga, mida kasutati ka läätsede valmistamisel. Woodward ja tema kolleeg W. Doering, kasutades kergesti kättesaadavaid materjale ja standardvarustust, viisid juba pärast 14 kuud kestnud tööd kiniini sünteesi.
Kolm aastat hiljem lõi see teadlane koos Schrammiga valgu analoogi, ühendades aminohapped pikaks ahelaks. Saadud polüpeptiide on kasutatud kunstlike antibiootikumide ja plastide tootmisel. Lisaks hakati nende abiga uurima valkude ainevahetust. Woodward hakkas 1951. aastal tegelema steroidide sünteesiga. Saadud ühendite hulgas olid lanosterool, klorofüll, reserpiin, lüsergiinhape, vitamiin B12, kolhitsiin, prostaglandiin F2a. Seejärel hakati paljusid tema ja Ciba Corporationi instituudi, mille direktor ta oli, töötajate saadud ühendeid tööstuses kasutama. Nefalosporiin C oli neist üks olulisemaid. See on penitsilliini tüüpi antibiootikum, mida kasutatakse bakterite põhjustatud nakkushaiguste vastu.
Meie Nobeli keemiapreemia laureaatide nimekirja uuendatakse teisel kümnendil 21. sajandil selle pälvinud teadlaste nimedega.
A. Suzuki, E. Negishi, R. Heck
Neid teadlasi autasustati uute viiside väljatöötamise eest süsinikuaatomite omavaheliseks ühendamiseks, et luua keerulisi molekule. Nad said 2010. aasta Nobeli keemiaauhinna. Hyuk ja Negishi on ameeriklased, Akiro Suzuki aga Jaapani kodanik. Nende eesmärk oli luua keerukaid orgaanilisi molekule. Koolis õpimeet orgaaniliste ühendite koostises on süsinikuaatomid, mis moodustavad molekuli skeleti. Pikka aega oli teadlaste probleem selles, et süsinikuaatomeid on raske teiste aatomitega kombineerida. Tänu pallaadiumist valmistatud katalüsaatorile oli see probleem võimalik lahendada. Katalüsaatori toimel hakkasid süsinikuaatomid omavahel suhtlema, moodustades keerukaid orgaanilisi struktuure. Neid protsesse uurisid tänavused Nobeli keemiapreemia laureaadid. Peaaegu samaaegselt viidi läbi nende teadlaste nimelised reaktsioonid.
R. Lefkowitz, M. Karplus, B. Kobilka
Lefkowitz (ülal pildil), Kobilka ja Karplus on 2012. aasta Nobeli keemiaauhinna võitjad. Auhinna said kolm neist teadlastest G-valguga seotud retseptorite uurimise eest. Robert Lefkowitz on USA kodanik, sündinud 15. aprillil 1943. Põhiosa tema uurimistööst on pühendatud bioretseptorite tööle ja nende signaalide muundamisele. Lefkowitz kirjeldas üksikasjalikult β-adrenergiliste retseptorite funktsionaalseid omadusi, struktuuri ja järjestust, samuti kahte tüüpi regulatoorseid valke: β-arrestiine ja GRK kinaase. See teadlane kloonis 1980. aastatel koos kolleegidega geeni, mis vastutab β-adrenergilise retseptori toimimise eest.
B. Kobilka on USA päritolu. Ta sündis Minnesotas Little Fallsis. Pärast kooli lõpetamist töötas teadlane Lefkowitzi juhendamisel.
2012. aasta Nobeli keemiaauhinna pälvis samuti M. Karplus. Ta sündis Viinis 1930. aastal. Karplus olipärineb juudi perekonnast, kes pidi natside tagakiusamise eest põgenedes kolima USA-sse. Selle teadlase peamiseks uurimisvaldkonnaks oli tuumamagnetspektroskoopia, kvantkeemia ja keemiliste protsesside kineetika.
M. Karplus, M. Levitt, A. Warshel
Nüüd liigume edasi 2013. aasta auhinna võitjate juurde. Teadlased Karplus (alloleval pildil), Warshel ja Levitt said selle oma keerukate keemiliste süsteemide mudelite eest.
M. Levitt sündis Lõuna-Aafrikas 1947. aastal. Kui Michael oli 16-aastane, kolis tema perekond Ühendkuningriiki. Londonis astus ta 1967. aastal King’s College’i ja jätkas seejärel õpinguid Cambridge’i ülikoolis. Tema töö selle ülikooli molekulaarbioloogia laboris on seotud tRNA ruumiliste struktuuride mudelite loomisega. Michaelit peetakse üheks arvutimodelleerimise ja erinevate valgumolekulide (peamiselt valkude) struktuuride uurimise rajajaks.
2013. aasta Nobeli keemiaauhinna pälvis samuti Ari Warschel. Ta sündis Palestiinas 1940. aastal. Aastatel 1958-62. ta teenis kaptenina Iisraeli kaitseväes ja alustas seejärel õpinguid Jeruusalemma Instituudis. Aastatel 1970-72. ta töötas Weizmanni Instituudis abiprofessorina ning alates 1991. aastast sai temast Lõuna-California bioloogia- ja keemiaprofessor. Warshalli peetakse üheks bioloogia haru, arvutusliku ensümoloogia rajajaks. Ta tegeles katalüütilise toime mehhanismide ja struktuuri ning ensüümi molekulide struktuuri uurimisega.
Sh. Põrgu, E. Betzig ja W. Merner
2014. aasta Nobeli keemiaauhinna pälvisid Merner, Betzig ja põrgu. Need teadlased on loonud uued mikroskoopia meetodid, mis ületavad meile harjumuspärase valgusmikroskoobi võimalusi. Nende töö tulemused võimaldavad meil kaaluda molekulide liikumisteid elusorganismide rakkudes. Näiteks on tänu nendele meetoditele võimalik jälgida Parkinsoni ja Alzheimeri tõve esinemise eest vastutavate valkude käitumist. Praegu kasutatakse nende teadlaste uuringuid üha enam teaduses ja meditsiinis.
Põrgu sündis 1962. aastal Rumeenias. Nüüd on ta Saksamaa kodanik. Eric Betzig sündis 1960. aastal Michiganis. William Merner sündis 1953. aastal Californias.
Hell on spontaansel summutatud emissioonil põhineva STED-mikroskoopia kallal töötanud alates 1990. aastatest. Esimest laserit selles erutatakse kuni vastuvõtja registreeritud fluorestseeruva sära ilmumiseni. Seadme eraldusvõime parandamiseks kasutatakse teist laserit. Merner ja Betzig, Helli kolleegid, teostades iseseisv alt oma uurimistööd, panid aluse teist tüüpi mikroskoopiale. Me räägime üksikute molekulide mikroskoopiast.
T. Lindahl, P. Modric ja Aziz Sanjar
2015. aasta Nobeli keemiaauhinna pälvisid rootslane Lindahl, ameeriklane Modric ja türklane Sandjar. Auhinda jaganud teadlased selgitasid ja kirjeldasid iseseisv alt mehhanisme, mille abil rakud DNA-d "parandavad" ja geneetilist teavet kahjustuste eest kaitsevad. Seetõttu pälvisid nad 2015. aasta Nobeli keemiaauhinna.aasta.
1960. aastatel olid teadusringkonnad veendunud, et need molekulid on äärmiselt vastupidavad ja jäävad peaaegu muutumatuks kogu elu jooksul. Biokeemik Lindahl (sünd. 1938) näitas Karolinska Instituudis uurimistööd tehes, et DNA töös kuhjuvad erinevad defektid. See tähendab, et peavad olema loomulikud mehhanismid, mille abil DNA molekulide "remont" läbi viiakse. Lindahl leidis 1974. aastal ensüümi, mis eemaldab neist kahjustatud tsütosiini. 1980. ja 1990. aastatel näitas selleks ajaks Ühendkuningriiki kolinud teadlane, kuidas glükosülaas töötab. See on spetsiaalne ensüümide rühm, mis töötab DNA parandamise esimeses etapis. Teadlane suutis seda protsessi laboris reprodutseerida (nn ekstsisiooniparandus).
Teised 2015. aasta Nobeli keemiapreemia laureaadid väärivad tähelepanu. Aziz Sanjar sündis 1946. aastal Türgis. Ta sai Istanbulis meditsiinikraadi, mille järel töötas mitu aastat maaarstina. 1973. aastal hakkas Aziz aga huvi tundma biokeemia vastu. Teadlast rabas tõsiasi, et bakterid, olles saanud neile surmava ultraviolettkiirguse doosi, taastavad kiiresti oma tugevuse, kui kiiritatakse nähtava vahemiku sinises spektris. Juba Texase laboris tuvastas ja kloonis Sanjar geeni ensüümile, mis vastutab ultraviolettkiirguse (fotolüaasi) põhjustatud kahjustuste kõrvaldamise eest. See 1970. aastate avastus ei äratanud Ameerika ülikoolides erilist huvi ja teadlane läks Yale’i. Siin kirjeldas ta teist süsteemi rakkude "parandamiseks" pärast nende kokkupuudet ultraviolettvalgusega.
Paul Modric (sündinud 1946) sündis USA-s (New Mexico). Ta avastas viisi, kuidas rakkude jagunemise protsessis parandatakse DNA-s jagunemise käigus ilmnenud vigu.
Nii et me juba teame, kes võitis 2015. aasta Nobeli keemiaauhinna. Jääb vaid oletada, kes järgmisel, 2016. aastal selle auhinna pälvib. Tahaks uskuda, et lähitulevikus paistavad silma ka kodumaised teadlased ning ilmuvad uued Nobeli keemiapreemia laureaadid Venema alt.
