Kada sam pročitao za što je ove godine dodijeljena Nobelova nagrada za kemiju, prva mi je misao bila (da začudim čitatelja) naslov posljednjeg, dvadesetog poglavlja knjige Povijest kemije (izdane 2001. godine) našeg svestranog, nedavno preminulog kemičara akademika Drage Grdenića. Naslov poglavlja je kratak: Ujedinjena kemija. Pod tim je naslovom akademik Grdenić obradio povijest kemije od 1900. godine naovamo, jer više se nisu mogle povući čvrste granice između triju klasičnih grana kemije (organske, anorganske i fizičke), a teško je već bilo kemiju odvojiti od fizike. „Ein Chemiker, der kein Physiker ist, ist gar nichts“, rekao je još sredinom 19. stoljeća njemački kemičar (fizičar) Robert Bunsen. Kemičar, koji nije fizičar nije baš ništa. No kada sam pročitao za što je ove godine dodijeljeno najveće priznanje za kemičara rekao bih da kemičar nije ništa ako nije biolog. Jer ovogodišnji bi laureati mogli dobiti Nobelovu nagradu za medicinu i fiziologiju umjesto za kemiju. No tko su oni?

Prava polovica nagrade u ukupnom iznosu od 1,01 milijuna dolara pripala je Francesi H. Arnold, 62-godišnjoj američkoj znanstvenici koja je još 1993. godine izumila postupak „za usmjerenu evoluciju enzima“ (for the directed evolution of enzymes). Enzimi su, znamo (a tko ne zna sada će naučiti), proteini koji služe kao katalizatori u živim bićima (biokatalizatori). Oni ubrzavaju, a time i reguliraju kemijske promjene u živoj stanici: da njih nema zavladao bi sveopći kaos – i od života ne bi bilo ništa. (Život je, kažu nove teorije, nastao od katalizatora i njima kataliziranih reakcija. No to su već druge priče.) Enzimi, razumije se, evoluiraju jer se zajedno sa stanicom prilagođavaju novim životnim uvjetima. No enzimi ne moraju djelovati samo unutar stanice. Oni mogu djelovati i izvan nje, no tada se, jasno, moraju prilagoditi novim uvjetima. No kako?

Upravo je na to pitanje svojim djelom odgovorila ovogodišnja dobitnica Nobelove nagrade, peta kemičarka kojoj je dodijeljeno to najviše priznanje. Doktorica Arnold je razvila postupak ubrzane evolucije enzima u željenom smjeru. Zahvaljujući njezinom postupku dobiveni su enzimi kakvih nema u prirodi, a teško da bi ih ikad moglo biti – i to evolucijom milijunima puta bržom od one u prirodi. „Umjetni enzimi“ američke kemičarke već su pronašli primjenu u proizvodnji lijekova i biogoriva. Još mnogo lijepoga možemo očekivati od njezina postupka u budućnosti jer, treba znati, sva se kemijska industrija temelji na katalizatorima, a nema boljih katalizatora od enzima (vrlo su selektivni, a usto bezopasni za okoliš).

I druga je polovica Nobelove nagrade za kemiju dodijeljena je za biologiju. Njezini su dobitnici  Amerikanac George P. Smith (r. 1941.), sa Sveučiliša u Missouriju (Columbia), i Britanac Sir Gregory P. Winter (r. 1951.)  iz Cambridgea,  koji radi u Laboratoriju MRC za molekularnu biologiju. Nagrada im je dodijeljena za “izlaganje peptida i antitijela na fagu” (for the phage display of peptides and antibodies). Što to znači?

Prvo da razjasnimo riječ “fag” (phage). Ona je nastala uobičajenim kraćenjem (poput phone i lab) poduže riječi bacteriophage (bakteriofag). Bakteriofagi su, kratko i jasno, bakterijski virusi, virusi koji napadaju bakterije, baš kao što životinjski virusi napadaju životinje, a biljni biljke. I bakteriofagi se, kao i drugi virusi, sastoje od genoma (molekule DNA) ovijene proteinskom ovojnicom. Kada genom (DNA) virusa prodre u stanicu on počne koristiti njezine enzime i organele te se tako u njoj umnoži. Na kraju aktivira svoj gen za lizu stanice: stanična membrana puca, a umnoženi virusi izlaze iz nje – da bi napali nove stanice.

Da se u genom virusa mogu ugraditi novi geni zna se odavno – na tome se temelje metode genskog inženjerstva. No 1985. godine prvi je dobitnik drugoga dijela Nobelove nagrade George P. Smith izumio elegantnu metodu kojom se u genom bakteriofaga može ugraditi gen za sintezu proteina koji se potom pojavljuju na proteinskoj ovojnici novonastalog bakeriofaga te se zahvaljujući tome može lako izolirati i identificirati. Kakav protein? Obrazloženje Nobelove nagrade pomalo zbunjuje (“peptidi i antitijela”) jer je zapravo riječ o kemijski istim tvarima: sve su to polimeri aminokiselina – razlika je samo što peptidi imaju manje molekule od proteina (stvar dogovora!), a riječ “antitijelo” ne govori o kemijskom sastavu nego o biološkoj funkciji. Rezultat: zahvaljujući modificiranim bakteriofagima na tržištu se 2002. godine pojavio novi lijek, Humira (adalimumab), koji se pokazao uspješnim u liječenju reumatoidnog artritisa, psorijaze i upalne bolesti crijeva.

I što na kraju reći? Biotehnologija i medicina – to je suvremena kemija. I još nešto: treba dugo čekati da bi se dobila Nobelova nagrada. Frances H. Arnold čekala je 25 (od 1993.), a George P. Smith čak 33 godine (od 1985.). Prošla su vremena iznenadnih otkrića u kemiji: Nobelovu nagradu možeš dobiti samo ako se tvoje djelo pokaže korisnim u praksi, ako se pojavi u obliku novog proizvoda. A za to treba vremena.

Nenad Raos, rođen 1951. u Zagrebu, je doktor prirodnih znanosti iz područja kemije, znanstveni savjetnik u trajnome zvanju. Do umirovljenja radio je u zagrebačkom Institutu za medicinska istraživanja i medicinu rada (IMI)  baveći se bioanorganskom i teorijskom (računalnom) kemijom. Još od studentskih dana bavi se popularizacijom znanosti surađujući u mnogim časopisima i revijama (Priroda, ABC tehnike, Čovjek i svemir, Modra lasta, Smib, Fokus). Napisao je više od dvije tisuće znanstveno-popularnih članaka, 13 znanstveno-popularnih knjiga te u koautorstvu dva sveučilišna udžbenika iz područja dizajniranja lijekova. Sada piše za mrežne stranice  Zg-magazina te za časopis Čovjek i svemir te, naravno, za BUG online. U časopisu Kemija u industriji je stalni komentator te  urednik rubrike „Kemija u nastavi“. Godine 2003. dodijeljena mu je Državna godišnja nagrada za promidžbu i popularizaciju znanosti.