¿Qué es la homoquiralidad que ha protagonizado el Nobel de Química?

La Real Academia de las Ciencias Sueca ha premiado este miércoles al francés Henri B. Kagan y al japonés Kenso Soai por haber resuelto uno de los grandes misterios de la Química, cómo surge la homoquiralidad en la naturaleza. Pero en qué consiste este fenómeno con implicaciones directas en el desarrollo de fármacos.

La química de la vida es lo que los científicos denominan “homoquiral”, término derivado de las palabras griegas “mismo” y “mano”.

Algunas moléculas, como los aminoácidos, existen en dos variantes que son imágenes especulares la una de la otra, al igual que las manos. Sin embargo, solo una de ellas se encuentra en las proteínas de nuestras células; la otra rara vez aparece en la vida.

Lo mismo ocurre con las moléculas de azúcar que forman parte de nuestro ADN: existen dos imágenes especulares distintas de estas moléculas, pero la vida solo utiliza una.

Es decir, cada una de esas moléculas tiene en la naturaleza dos formas tridimensionales y una es la imagen especular de la otra, como el reflejo en un espejo, donde la derecha es la izquierda y viceversa.

De esas dos conformaciones, los organismos vivos eligen solo una. Los aminoácidos tienen la forma llamada L y los azúcares D.

Las formas especulares de essa moléculas (los aminoácidos D y los azúcares L) existen, pero la vida no las usa. Es como si los aminoácidos dijeran: voy a hacerlo todo con la mano izquierda, y los azúcares: voy a hacerlo todo con la derecha.

Durante mucho tiempo, los químicos se han preguntado cómo se origina esta homoquiralidad y Kagan y Soai reciben el Premio Nobel de Química por haber hallado la solución a este enigma y completar el puzzle.

El problema es que los investigadores no eran capaces en el laboratorio de elegir qué tipo de molécula podían conseguir.

Al experimentar con reacciones químicas capaces de generar dos moléculas especulares, siempre obtenían proporciones iguales de ambas en sus tubos de ensayo.

Sin embargo, el objetivo real de la Ciencia siempre ha sido producir una sola de estas imágenes especulares, ya que, en el desarrollo de moléculas destinadas a interactuar con seres vivos -como ocurre en la industria farmacéutica-, solo una de ellas produce el efecto deseado.

Y es que la versión ‘zurda’ de un fármaco puede tener un efecto y la versión ‘diestra’, otro, e incluso el opuesto. “Por eso, necesitamos métodos para prepararlas de forma selectiva”, señala Peter Somfai, miembro de la academia sueca.

A la hora de desarrollar dichos métodos, los descubrimientos de los galardonados de este año son importantes, porque han proporcionado herramientas muy eficaces para ello.

Valoración del premio

Saúl Alberca Manzano, del departamento de Química Orgánica y Farmacéutica de la Universidad de Sevilla, en el sur de España, valora este premio porque es una investigación que tiene una larga trayectoria en la química orgánica.

“Se lo han dado a dos personas que han dado con la tecla de por qué la naturaleza es homoquiral, puede elegir dos caminos en cuanto a quiralidad y por qué elige solo uno. Hasta entonces nadie había sido capaz de resolverlo. Era un misterio”, relata en declaraciones recogidas por Science Media Centre, una plataforma de recursos científicos para periodistas.

Para Raquel Pérez Herrera, del Instituto español de Síntesis Química y Catálisis Homogénea (ISQCH, Unizar-CSIC), el premio demuestra cómo la investigación fundamental en química puede ayudar a explicar cuestiones “tan fascinantes e intrigantes” como el origen de la homoquiralidad en la naturaleza.

“Quienes trabajamos en este ámbito sentimos este reconocimiento como algo muy cercano”.