Környezetkímélő gyógyszerkémia

 

Gyógyszereink jókora része a természet ajándéka. Némelyikhez gyógynövényből főzött teában jutunk hozzá, a gyógynövényből kivont szert többnyire az orvos rendeli. Olykor azonban csak az "ötlet" származik a természettől, a produktum a vegyészt dicséri. A vegyészek a gyógynövényben lévő és hatásosnak bizonyult alkaloidot elkülönítik (izolálják), szerkezetét feltárják, laboratóriumban szintetizálják, végül pedig a szintézist ipari méretűvé nagyítják. A szerves kémia művelői itt, ebben a folyamatban - miközben az ember egészségéért, olykor az életéért munkálkodnak - növényeket és állatokat mentenek (menthetnek) meg, a szó szoros értelmében, a kipusztulástól. Hogyan? - egyebek között erről beszélgetünk Szántay Csaba akadémikussal, a szerves kémia - a királis molekulák aszimmetrikus szintézise - "nagymesterével".

Királis molekula! Kutatási területének egyik kulcsfogalma. Mivel jellemezhetjük?
- Maga a kifejezés a görög kheir, kéz jelentésű szóból származik. Jelzőként arra utal, hogy két molekula úgy viszonyul egymáshoz, mint a jobb kezünk a bal kezünkhöz, vagy másképp fogalmazva: mint kép a tükörképéhez. A természetben számos ilyen, tükörképével fedésbe nem hozható (királis) tárgy fordul elő, s ilyeneket maga az ember is létrehoz (ilyen például a jobb- és a balmenetes csavar). Persze, vannak olyan tárgyak is, ilyen például a gömb és a kocka, amelyeknek a tükörképe nem különbözik magától a tárgytól, vele fedésbe hozható. Az ilyen tárgyakra, molekulákra azt mondjuk, hogy akirálisak.

De visszatérve a kérdésére, a királis molekulák kétféle alakban létezhetnek, úgy mint kép, és úgy mint a vele fedésbe nem hozható tükörkép. Az egymással tükörképi viszonyban álló két molekula energiatartalma és minden egyéb tulajdonsága tökéletesen azonos, kivéve a síkban poláros fénnyel szemben tanúsított megnyilvánulásukat: a fény síkját az egyik jobbra, a másik balra forgatja, de a forgatás mértéke már tökéletesen azonos. És ami talán a legfontosabb: a kép- és a tükörkép-molekula - hasonló tulajdonságú molekulákkal kölcsönhatásba lépve - különféleképpen viselkedik, más-más hatást vált ki.

Miért fontosak számunkra ezek a "kétarcú" molekulák?
- Az élő szervezetben a királis molekulák uralkodnak; a fehérjék, a fehérjéket alkotó aminosavak, a cukrok, az enzimek stb. mind-mind királis molekulák. És a kép-tükörkép párosból - máig sem tudjuk pontosan megmagyarázni, hogy ez miért van így - 99 százalékban csak az egyik forma fordul elő.
A királis molekulák világában a kép és a tükörkép biológiai hatása - említettem - nagyon nagy mértékben különbözhet egymástól. Szervezetünk ugyannak a molekulának a két változatát gyakran nagyon "látványosan" megkülönbözteti. Például a limonén - ez egy természetes anyag - citromízű és -illatú, a tükörképe narancsízű és -illatú, az aszpartán édes, tükörképi párja pedig keserű. De így van ez a királis gyógyszermolekulák esetében is; a párosból többnyire csak az egyik jó nekünk, a másik hatástalan a szervezetre, olykor egyenesen halálos méreg.
Mondok egy példát! Az ötvenes évek egyik gyógyszere volt a Contergan (Thalidomide), ezt nyugtatóként hozták forgalomba Németországban. Azok a nők, akik terhességük alatt ezt a gyógyszert szedték, előfordult, hogy kéz vagy láb nélküli, de szellemileg ép gyereket hoztak a világra. Bebizonyosodott, hogy a Contergan a bűnös. A vizsgálatok során kiderült, hogy e gyógyszer gyártásakor keletkező molekulapár közül csak az egyik hatásos fájdalomcsillapító, a másik súlyosan károsítja a magzatot. Az eset óta minden gyógyszerjelöltet kötelező megvizsgálni terhes állatokon, megállapítani, hogy a szer okozhat-e a magzat fejlődésében rendellenességet. A Contergant ma ismét használják gyógyszerként, de szülőképes korú nők nem szedhetik, noha a gyógyszer ma már a hatóanyag-molekulának csak a "jó" változatát tartalmazza.
A gyógyszergyártók a tragikus Contergan-ügyet megelőzően a királis gyógyszermolekulákat, a kép és a tükörkép 1:1 arányú keverékeként hozták forgalomba, noha pontosan tudták, a két változat biológiai hatása különböző lehet. Az ügy ráirányította a figyelmet arra, hogy a királis molekula két változatának elkülönítése elodázhatatlan feladat. A gyógyszeriparban szigorú szabályokat léptettek életbe. Ma már a királis molekulákat minden esetben szét kell választani képre és tükörképre. Ezeket külön-külön meg kell vizsgálni, s csak a hatékony változatot szabad forgalmazni.
Elképzelhető, hogy hagyományos eljárással a kép és tükörkép 1:1 arányú keverékét állítjuk elő, aztán a két változatot elválasztjuk egymástól. Csakhogy ez borzasztó drága megoldás. A szerves kémiai kutatás egyik fontos feladata, hogy olyan eljárásokat dolgozzon ki, amelyben a kép és a tükörkép nem egyenlő arányban képződik. Az igazán jó megoldás az, amikor legnagyobb részt - optimális esetben - kizárólag a "jó" változat keletkezik. Ez aszimmetrikus szintézissel oldható meg.
Kerner István