Karl Barry Sharpless egy orvos fiaként született Philadelphiában. Gyerekkora nyarait a New Jerseyt átszelő Manasquan folyó partján szabadon barangolva töltötte, a vizek, a horgászat és a hajók világa életre szóló szenvedélye lett. 1959-ben a szülővárosában működő kvéker iskolában érettségizett (az itt szerzett német nyelvtudásnak a régi kémiai szakirodalom tanulmányozásakor vette hasznát), majd a Dartmouth College-ba iratkozott be. Szülei példáját követve orvosnak készült, de fiatal kémiaprofesszora ösztönzésére végül a tudományos pályát választotta. Beleszeretett a szerves kémiába, mert – szavai szerint – nem tudott ellenállni a „vegyszerek szirénhívásának”.
1968-ban a Stanford Egyetemen doktorált, posztdoktori ideje alatt a fémorganikus kémiát kutatta. 1969-ben átment a Harvard Egyetemre, ahol egy évig enzimológiával foglalkozott a Nobel-díjas Konrad E. Bloch laborjában. 1970-1977 és 1980-1990 között a Massachusetts-i Műszaki Egyetem (MIT), 1977-80 között a Stanford Egyetem professzora volt, 1990-től a La Jolla-i Scripps Intézetben dolgozott.
Sharpless tanárként és kutatóként is egyedi jelenség, furcsa és szokatlan viselkedés, gyakran elkalandozó gondolatok jellemzik. Született vegyészként rendelkezik egy különös képességgel: tudja, hogyan viselkednek a molekulák és hogyan tudja rávenni őket, hogy teljesítsék akaratát. Tanítványai és kollégái találó leírása szerint „molekulaként gondolkodik”, mellesleg a diákjainak is ezt tanácsolja.
Kutatásai során speciális reakciókat, sztereoszelektív oxidációs reakciókat fejlesztett ki. Ezek a reakciók lehetővé teszik a vegyészek számára, hogy szabályozzák az általuk létrehozott új molekulák pontos térbeli alakját: Sharpless bebizonyította, hogy így sokkal könnyebben lehet összetett molekulákat létrehozni. A nevéhez fűződő egyik legfontosabb reakció, a molekulaépítés módját megváltoztató aszimmetrikus epoxidáció (Sharpless epoxidáció) elvét 1980-ban publikálta.
2001-ben – az amerikai William Knowles-szel és a japán Nojori Rjodzsival megosztva – kémiai Nobel-díjjal tüntették ki a királisan katalizáló oxidációs reakciókkal kapcsolatos munkájáért. A három kutató kimutatta, hogy a királis molekulák miként használhatók fel fontos kémiai reakciók felgyorsítására és ellenőrzésére, ezzel teljesen új kutatási területet nyitottak meg, új tulajdonságú molekulák és anyagok szintézisét tették lehetővé. (Sok molekula két formában fordulhat elő, a királis molekulák látszólag egymás tükörképei, de tükörképi párjukkal nem hozhatók fedésbe, és attól eltérően viselkednek. A gyógyszerek gyakran királis molekulákból állnak, és a két forma közötti különbség szó szerint élet és halál kérdésévé válhat. Ezért jelentett áttörést olyan molekulák előállítása, amelyek fontos reakciókat oly módon katalizálnak, hogy csupán a két tükrösen szimmetrikus forma egyike képződik.)
Sharpless a 2000-es évek elején az aszimmetrikus katalízisről egy új területre tért át és kifejlesztette a klikk-kémia vagy kattintáskémia (az elnevezés is tőle ered) koncepcióját. Ez egy egyszerű, megbízható és gyors kémiai reakciórendszer, amelyben nem keletkeznek nem kívánt melléktermékek. Leírta a klikk-kémia ismérveit, és ezek alapján keresett olyan kémiai reakciókat, amelyek minden közegben nagy hatékonysággal mennek végbe, a reakció során a molekulák csak egymásra reagálnak és egymással találkozva minden esetben összekapcsolódnak.
A koncepció jelentőségét mutatja, hogy Sharpless 2022-ben, ezúttal a dán Morten Meldal és az amerikai Carolyn Bertozzi társaságában, másodszor is megkapta a kémiai Nobel-díjat a gyógyszerfejlesztés új kémiai módszereinek kidolgozásáért, a klikk-kémia és a bioortogonális kémia kifejlesztéséért.
Sharpless egyedülálló képességének köszönhetően a kémia alapvető problémáihoz új és kreatív módon közelített. Látásmódja, miszerint a kémiai szintézisnek egyszerűbbé, hatékonyabbá és fenntarthatóbbá kell válnia, alapjaiban változtatta meg a vegyészek gondolkodásmódját, és a molekuláris építészet új paradigmáit alkotta meg. A modern kémia történetében kevés tudós van, akinek a munkássága olyan mélyreható és széles körű hatással lett volna a szintetikus kémiára, a gyógyszerfejlesztésre és az anyagtudományra, mint az övé.
Carolyn R. Bertozzi, Morten Meldal és K. Barry Sharpless – kémiai Nobel-díjasok 2022-ben
The Royal Swedish Academy of Sciences
A Wolf-díjjal (2001) és Priestley-éremmel (2019) is kitüntetett Sharpless a Nobel-díjasok között is a szűk elitbe tartozik. Az ötödik tudós, aki kétszer kapta meg a kitüntetést, és a kémikus Frederick Sanger és a fizikus John Bardeen mellett a harmadik, aki másodjára is ugyanazon a tudományterületen érdemelte azt ki (a lengyel-francia Marie Curie fizikai és kémiai Nobel-díjat kapott, az amerikai Linus Paulingot a kémiai-Nobel-díj mellett a Nobel-békedíjjal tüntették ki), emellett két különálló, mégis egymással összefüggő területen idézett elő forradalmi változásokat.
Ha máskor is tudni szeretne hasonló dolgokról, lájkolja a HVG Tech rovatának tudományos felfedezésekről is hírt adó Facebook-oldalát.
Cikkünk nyitóképén: Barry Sharpless egy 2022-es Nobel-rendezvényen. Fotó: Nanaka Adachi / The Royal Swedish Academy of Sciences
