• Facebook
  • Instagram
  • KONTAKT
  • ANNONCERING
  • OM KEMIFOKUS
  • PARTNERLOGIN

KemiFOKUS

Fokus på kemi

  • Analytisk kemi
  • Arbejdsmiljø/Indeklima
  • Biokemi
  • Bioteknologi
  • Branchenyt
  • Energi
  • Fødevarekemi
  • Historisk kemi
  • Kemiteknik
  • Kemometri
  • Klikkemi
  • Klima og miljø
  • Lovgivning og patenter
  • Medicinalkemi
  • Nanoteknologi
  • Organisk kemi
  • Link til Klimateknologi

Klikkemi06. 06. 2023 | heidit

Morten Meldals Nobelpris i perspektiv

Klikkemi06. 06. 2023 By heidit

Tre vinkler på Morten Meldals Nobelpris.

Artiklen har været bragt i Dansk Kemi nr. 3, 23 og kan læses uden illustrationer, strukturer og ligninger herunder.

Læs originalartiklen her

Af Knud J. Jensen, professor, Kemisk Institut, Københavns Universitet

Jeg var så heldig at få Morten Meldal som min specialevejleder på Københavns Universitet (KU). Her følger min personlige beretning om samarbejdet med Morten, tiden i Carlsberg Laboratorium og dens betydning, hvordan jeg har anvendt klikkemien samt nogle videnskabsteoretiske betragtninger.

Forskerspire hos Morten
Da jeg vendte tilbage til kemi og startede på mit speciale, var jeg så heldig at få Morten Meldal som min specialevejleder på KU. Morten var kort tid forinden vendt tilbage fra et ophold som postdoc hos Robert (Bob) C. Sheppard (1932-2019) på MRC Laboratory of Molecular Biology i England. På KU etablerede Morten en forskningsgruppe i peptidkemi i samarbejde med lektor Arne Holm. Mortens forskning var i denne fase stadig meget inspireret af emner, som han havde arbejdet med hos Sheppard. Centralt var Fmoc-baseret fastfase-syntese af peptider, herunder ny kemi til peptidkoblinger, dvs. dannelse af amider. Som kandidatstuderende fulgte jeg et kursus i NMR-spektroskopi, hvor Morten var med til at undervise. Kurset var meget krævende! Morten underviste sikkert ud fra devisen, at det kunne vi da sagtens lære og det passede mig fint. Imidlertid var Morten måske ikke altid den mest tålmodige pædagog, når han senere i laboratoriet for eksempel skulle forklare fortolkningen af 2D NMR-spektre.
Da Mortens ph.d.-vejleder på DTU, Klaus Bock, blev leder af Kemisk Afdeling på Carlsberg Laboratoriet, tilbød han Morten at etablere sin forskningsgruppe der. Nogle måneder efter at Morten var flyttet til Carlsberg laboratoriet, fulgte jeg i 1988 efter som studerende.
I starten var Mortens gruppe under opbygning og vi var ikke særligt mange. Det havde den positive effekt, at jeg tit var i laboratoriet med Morten og lærte meget af ham. Morten er en meget dygtig eksperimentel kemiker. Derudover havde han evnerne til at bygge instrumenter. Det er en evne, som jeg ikke selv har. Men det var en inspiration, da jeg siden startede et samarbejde med en virksomhed omkring udviklingen af instrumenter til peptidsyntese.
Efter specialet fortsatte jeg som ph.d.-studerende hos Morten. Forventningerne var nok, at man var selvdreven, hvilket passede mig godt. På det tidspunkt var Mortens forskningsinteresser stadig i nogen grad præget af inspirationen fra Sheppard, men nu definerede Morten også nye projekter som syntesen af glykopeptider, konstruktionen af instrumenter til peptidsyntese samt senere udviklingen af PEGA resinen til peptidsyntese. Gradvist voksede Mortens gruppe og han opbyggede flere internationale samarbejder. Morten havde også stor gavn af interaktionen med kollegaer på Carlsberg Laboratoriet, hvilket blandt andet førte til udviklingen af nye assays for proteaser. Om forskningen på Carlsberg Laboratoriet herefter skriver Christian W. Tornøe andet steds i denne udgave.
Carlsberg Laboratorium var dengang et meget spændende sted, hvor der foregik interdisciplinær forskning på højt niveau på grænsefladerne mellem kemi og biologi. Morten havde ingen formelle undervisningsforpligtigelser. Klaus Bock, som først var leder af Kemisk Afdeling og siden hele Carlsberg Laboratorium var administrativt meget kompetent, sørgede for meget gode rammer for Mortens forskning og etablerede avancerede NMR-faciliteter. En vittig sjæl omtalte engang – med henvisning til Boc beskyttelsesgruppen – Klaus Bock som Mortens Boc(k) beskyttelsesgruppe. Klaus fortjener anerkendelse for dels at have set, at Morten var værd at satse på, dels for at have skabt gode og stabile rammer for Mortens forskning.
Carlsberg Laboratorium, som dengang havde stor fokus på grundforskning, har ændret karakter og er nu snævert fokuseret på industriel forskning i relation til bryggeri. I 2011 flyttede Morten, på opfordring af daværende institutleder Mikael Bols, fra Carlsberg Laboratoriet tilbage til Kemisk Institut på Københavns Universitet. Da jeg selv kom til Kemisk Institut i 2012, oprettede vi en sektion for kemisk biologi, som jeg blev sektionsleder for og Morten blev en del af. Så både før og efter at Morten var på Carlsberg Laboratoriet, var han på Københavns Universitet.

Hvordan vi har brugt klikkemi i min forskningsgruppe
Som Christian W. Tornøe beskriver andetsteds, så opdagede han og Morten, at Cu(I) katalyserer reaktionen mellem terminale alkyner og azider og kun giver en regioisomer, 1,4-triazolen (CuAAC-reaktionen) [1].
Selve begrebet ”click” kemi (på dansk klikkemi) går tilbage til et review af K. Barry Sharpless, som delte Nobelprisen med Morten og Carolyn R. Bertozzi. Begrebet – eller måske snarere ønsket – om klikkemi blev fremsat, inden CuAAC blev opdaget. Klikkemi betegner reaktioner som er meget effektive, atom-økonomiske, ”one-pot”, kan tåle tilstedeværelse af vand og oxygen, har få eller ingen biprodukter i reaktionen, og kobler to molekyler sammen.
Hvilken metafor skal man bruge for at forklare klikkemi? Legoklodser er blevet nævnt en del gange og leg med lego er selvfølgelig altid en kær metafor. Men dels kan hver legoklods sættes sammen på mange forskellige måder, dels sættes den sammen med en bred overflade. I modsætning til det er klikkemi netop mere selektivt. Så måske er det bedre med en analogi, hvor klikkemi svarer til låsen på en halskæde, der meget selektivt og effektivt klikkes sammen et bestemt sted, nemlig ved låsen.
I min egen forskningsgruppe har vi anvendt meget selektive koblingsreaktioner i over 15 år. Et af vores fokusområder er biokonjugater, dvs. store molekyler hvor mindst en komponent er et biomolekyle, som peptider, proteiner, kulhydrater eller RNA/DNA. Vi har været interesseret i dels, hvordan disse komplekse molekyler kan syntetiseres, dels hvilke nye egenskaber der kan skabes.
Dannelsen af oximer og hydrazoner ud fra aldehyder eller ketoner samt aminooxy-grupper eller hydrazider er meget selektive reaktioner, som kun har vand som biprodukt. Vi har anvendt denne klassiske reaktion til syntesen af kulhydratkonjugater (glykokonjugater), specielt kulhydrat oximer, og har undersøgt reaktionen i detaljer. Et vigtigt element heri var opdagelsen, at anilin kan katalysere dannelsen af kulhydrat oximer. Forståelsen af denne reaktion og anvendelsen af anilin-katalysen tillod fremstillingen af komplekse glykokonjugater, som var vigtige for vores samarbejde med Jens Stougaards forskningsgruppe (AU) og indgik i publikationer i Nature og Science [2,3]. I den katalytiske udgave er oxim-dannelse en meget nyttig reaktion, selvom den som regel er langsommere end CuAAC.
Et andet eksempel er syntesen og studiet af peptid-oligonukleotid konjugater i samarbejde med Jesper Wengel og Chenguang Lou (SDU). Vi var interesseret i at designe og syntetisere biokonjugater, som kombinerede to ortogonale selvansamlingsmåder fra peptider og oligonukleotider. Her benyttede vi os af den meget selektive reaktion mellem et azid og en cyclooctyn, som på grund af ringspændingen reagerer med azidet uden behov for katalyse af Cu(I). Princippet i denne reaktion blev udviklet af Carolyn Bertozzi, hvilket var en vigtig grund til, at hun fik en velfortjent del af nobelprisen. Det er en fantastisk reaktion, som imidlertid har den ulempe, at den danner en hydrofob linker, som kan påvirke konjugatets egenskaber. Det så vi netop i den første generation af vores peptid-oligonukleotid konjugater, som, udover at have den ønskede selvansamlende struktur, også havde en tilbøjelighed til at dimerisere [4].
Et tredje eksempel er udviklingen af autokatalytiske peptidsegmenter, som katalyserer deres egen selektive N-acylering. Baseret på en kendt og irriterende sidereaktion i fremstillingen af proteiner med et såkaldt His-tag, udviklede vi autokatalytiske peptidsegmenter og dertil hørende reagenser, som meget selektivt reagerer med dette peptidsegment. Dette tillader den meget selektive kemiske modifikation af proteiner til brug i for eksempel udviklingen af nye terapeutiske proteiner [5]. Dette er ikke klikkemi i en snæver forstand, men udviklingen af meget selektive reaktioner på en anden måde.

Videnskabsteoretiske betragtninger
Morten Meldals Nobelpris i kemi 2022 er en fantastisk anerkendelse af Morten som forsker. Den nye kemi, som de har udviklet, har utroligt mange anvendelser og bliver anvendt i biologisk grundforskning, udviklingen af lægemidler, nye materialer og til meget mere. Men det er også en anerkendelse for kemisk forskning i Danmark og i særdeleshed bioorganisk forskning.
Der kan gå mode i forskning og også ”hype”. Der er forskningsemner, som dyrkes meget i perioder og mindre intensivt i efterfølgende perioder. Det kan for eksempel være fordi, alle udfordringer er klaret, fordi de ikke er så videnskabeligt givtige mere, eller fordi forskningsfeltet tager en drejning i en anden retning [6]. Men CuAAC og de reaktioner som fulgte efter, bliver brugt i mange videnskabelige discipliner, ikke kun kemi, men også biokemi, biologi, biomedicin, materialevidenskab og meget mere. Jeg tror, at tildelingen af Nobelprisen i 2022 også i fremtiden vil finde anerkendelse inden for kemi.
Men tidens tand har også en anden side. Hvor mange kan mon på stående fod huske, at Niels Kai Jerne fik Nobelprisen i medicin i 1984? Den dansk-svenske videnskabshistoriker Thomas Söderqvist har skrevet en meget fornem og meget læseværdig bog om Niels Kai Jerne [7]. Jeg håber, at der vil være forskere inden for videnskabshistorie, også danske, som om nogen tid vil beskæftige sig med opdagelsen af CuAAC og Mortens liv som forsker ud fra et videnskabshistorisk perspektiv.
Nu hvor Morten er Nobelpristager, så har hans ord en anden vægt. Nobelpristageren Rutherford bliver også stadig citeret for mange kommentarer. Når Meldal siger:
”Fysik og kemi er de to fundamentale videnskaber, som tilsammen beskriver hele virkeligheden. Der er ikke noget omkring os, som ikke er kemi og som ikke kan forstås kemisk”, så det er kun rimeligt, at det gennemgår en videnskabsteoretisk granskning [8]. Taler Morten her for en reduktionisme i stil med den gamle, positivistiske skole?
Stort tillykke med prisen, Morten! Det har været en spændende rejse at følge og det bliver også interessant at følge med i dit nye liv som nobelpristager.

En stor tak til forskningsstøtten fra Novo Nordisk Fonden og Villum Fonden.

E-mail:
Knud J. Jensen: kjj@chem.ku.dk

Referencer
1. C.W. Tornøe, C. Christensen, M. Meldal, J. Org. Chem., 2002, 67, 3057-3064.
2. Y. Kawaharada et al., 2015, Nature, 523 (7560), 308-12.
3. Z. Bozsoki, et al., Science, 2020, 369, 663-670.
4. C. Lou, M.C. Martos-Maldonado, C.S. Madsen, R.P. Thomsen, S.R. Midtgaard, N.J. Christensen, J. Kjems, P.W. Thulstrup, J. Wengel, K.J. Jensen, Nature Communications, 2016, 7:12294.
5. M.C. Martos-Maldonado, C.T. Hjuler, K.K. Sørensen, J.E Rasmussen, M.B. Thygesen, K. Villadsen, S.R. Midtgaard, S. Kol, S. Schoffelen, K.J. Jensen, Nature Communications, 2018, 9, 3307.
6. H. Chang, Reductionism and the Relation Between Chemistry and Physics, Chap 13 in T. Arabatzis et al. (eds.), Relocating the History of Science, Boston Studies in the Philosophy and History of Science 312, DOI 10.1007/978-3-319-14553-2_13.
7. T. Söderqvist, Hvilken kamp for at undslippe. En biografi om immunologen og nobelpristageren Niels Kaj Jerne. Valby: Borgens forlag, 1998.
8. M. Giessing, Weekendavisen. 31. marts 2023.

Skrevet i: Klikkemi

Seneste nyt fra redaktionen

Moderna arbejder videre med mRNA-medicin

AktueltMedicinalkemi18. 09. 2023

Moderna er kommet tættere på at udvide området for mRNA-medicin med positive kliniske resultater på tværs af kræft, sjældne sygdomme og infektionssygdomme. Virksomheden meddeler, at RSV BLA-ansøgningen (mRNA-1345) er afsluttet, at rekrutteringen af voksne til fase 3-forsøget med mRNA-1647, en

LabDays var atter et stort trækplaster for branchen som mødtes i Aarhus

BranchenytTop18. 09. 2023

Fagmessen for laboratorieteknik, LabDays, fandt sted i Aarhus, og var som sædvanligt et tilløbsstykke for branchefolket. 85 udstillere havde fundet sig til rette, og over de to dage, som messen varer, fik de besøg af over 1.500 gæster. Her kunne de se, prøve og røre ved de mange produkter, som

Powtec 2023

Branchenyt18. 09. 2023

Fra den 26. til 28. september 2023 afholdes den internationale forarbejdningsmesse for pulver, granulater, faste stoffer og væsker, Powtech 2023. Det er den førende messe inden for pulver- og bulk-teknologi. Her præsenteres innovationer og fremskridt inden for processer til fremstilling af

På vej mod Danmarks første professor i Citizen Science

AktueltBranchenyt15. 09. 2023

Når befolkningen hjælper forskerne, skabes helt nye muligheder for forskningen, større interesse for videnskaben og et værn mod ’fake news’. Det er baggrunden for at lektor Ph.d. Anders P. Tøttrup er på vej til at blive Danmarks – og måske verdens – første professor i Citizen Science. Lektor

Hænger dårligt indeklima sammen med smitte af fx Covid-19?

Arbejdsmiljø/IndeklimaTop11. 09. 2023

Forskere ved Statens Serum Institut (SSI) i gang med at undersøge, om man ved at forbedre luftkvaliteten kan bremse smitten af luftvejsinfektioner som fx Covid-19? Til det formål har man modtaget en bevilling på fem millioner kroner fra Realdania. Projektet vil i første omgang blive udrullet

Almindelig bordsalt kan være en langt billigere variant af pyrolyse-katalysator

AktueltKemiteknik11. 09. 2023

En af de gode egenskaber ved plast er, at det kan genanvendes. I hvert fald i teorien, for i praksis ender langt det meste plast med reelt at være engangsplast. Modsat fx glas, er det reelt kun omkring 15-20 procent af det indsamlede plastaffald, der genavendes. Nu har Muhammad Rabnawaz, en

Nyt pulver sikrer et lydløst besøg på toilettet

Branchenyt11. 09. 2023

Mange danskere har svært ved at have afføring andre steder end i hjemmet. Lugt og lyd gør, at man hellere vil holde sig, men et nyt pulver med det sigende navn Hushh kan være en hjælp. Hushh er en lille pose på størrelse med en vådserviet. Indholdet af bionedbrydeligt pulver danner et lag af

Enkelt blodprøve hos egen læge kan anvendes til at vurdere risiko for leversygdom

AktueltMedicinalkemi11. 09. 2023

LiverRisk er et nyt værktøj, der er baseret på en simpelt blodprøve hos egen læge, kan for fremtiden give en score for, hvor risikoen hos den enkelte patient er for at udvikle alvorlig leversygdom. Forskere på Odense Universitetshospital og Syddansk Universitet har været med i det store

Opdateret Covid-19 vaccine er virksom mod den nye variant – Pirola

MedicinalkemiTop06. 09. 2023

Selvom Covid-19 næsten er gået i glemmebogen hos mange danskere, er sygdommen stadig aktiv, og seneste variant er BA.2.86 - også kaldet Pirola Moderna har opdateret sin Covid-19 vaccine, og de seneste kliniske forsøg viser, at den skaber et stærk immunrespons hos mennesker mod netop

Klima- og temperaturtestkamre til test af batterier

BranchenytEnergi04. 09. 2023

Strenometers klimakamre fra Aralab, Testa BT, kan anvendes til test batterier. Brugen af batterier sniger sig ind over alt - lige fra høreapparater og headsets over elcykel til elbiler, og i takt med de teknologiske fremskridt og den voksende klimabevidsthed bliver udbredelsen af disse produkter

Tilmeld Nyhedsbrev

Tilmeld dig til dit online branchemagasin/avis





Få fuld adgang til indlægning af egne pressemeddelelser...
Læs mere her

/Nyheder

  • DENIOS ApS

    Spar på energiforbruget, når du varmebehandler dine medier

  • LABDAYS – Fagmesse for Laboratorieteknik

    TAK FOR BESØGET…

  • DENIOS ApS

    NYHED: Spar plads i din opbevaring med én ændring

  • Busch Vakuumteknik A/S

    Busch demonstrer den nyeste teknologi indenfor Analytics og R&D på LabDays 2023

  • DENIOS ApS

    Skån din ryg med to redskaber, når du arbejder med farlige medier

  • LABDAYS – Fagmesse for Laboratorieteknik

    Kom til Aarhus 13 og 14 September

  • Busch Vakuumteknik A/S

    Tagsten af høj kvalitet takket være moderne vakuumteknologi

  • Mikrolab Aarhus A/S

    Byt dit gamle varmeskab til nyt og opnå rabat!

  • Metrohm Nordic

    Metrohm på rumrejse

  • Kem-En-Tec Nordic

    Ren DNA og RNA på få minutter, på den mest bæredygtige måde

Vis alle nyheder fra vores FOKUSpartnere ›

Seneste Nyheder

  • Moderna arbejder videre med mRNA-medicin

    18.09.2023

  • LabDays var atter et stort trækplaster for branchen som mødtes i Aarhus

    18.09.2023

  • Powtec 2023

    18.09.2023

  • På vej mod Danmarks første professor i Citizen Science

    15.09.2023

  • Hænger dårligt indeklima sammen med smitte af fx Covid-19?

    11.09.2023

  • Almindelig bordsalt kan være en langt billigere variant af pyrolyse-katalysator

    11.09.2023

  • Nyt pulver sikrer et lydløst besøg på toilettet

    11.09.2023

  • Enkelt blodprøve hos egen læge kan anvendes til at vurdere risiko for leversygdom

    11.09.2023

  • Opdateret Covid-19 vaccine er virksom mod den nye variant – Pirola

    06.09.2023

  • Klima- og temperaturtestkamre til test af batterier

    04.09.2023

  • Insekter er et muligt bud på en fremtidig alternativ proteinkilde

    04.09.2023

  • First steel cut til energilager baseret på smeltet hydroxidsalt

    04.09.2023

  • Niels Bohr Bygningen klar til KU – men KU er ikke helt klar til at flytte ind

    31.08.2023

  • Alt for mange mangler jern – men i denne uge er der ekstra opmærksomhed på det oversete stof

    30.08.2023

  • Johann Rudolph Glauber og det Danske Hof

    29.08.2023

Alle nyheder ›

Læs Dansk Kemi online

Annoncering i Dansk Kemi

KONTAKT

TechMedia A/S
Naverland 35
DK - 2600 Glostrup
www.techmedia.dk
Telefon: +45 43 24 26 28
E-mail: info@techmedia.dk
Privatlivspolitik
Cookiepolitik