O prémio Nobel da Química de 2026 foi atribuído aos cientistas Henri Kagan e Kenso Soai, pela “descoberta de efeitos não lineares e da autocatálise na síntese orgânica assimétrica”. O anúncio foi feito esta quarta-feira pela secretária-geral da Academia Real de Ciências da Suécia, Ellen Moons, em Estocolmo.

Quase todos os aminoácidos têm duas formas. Para cada uma destas moléculas existe sempre uma versão espelhada. Mas mesmo que exista esta variabilidade molecular, as duas versões do mesmo aminoácido nunca coexistem nas proteínas presentes no nosso corpo, porque apesar de serem visualmente idênticas (apenas espelhadas), reagem de forma completamente distinta. O fenómeno era compreendido, porém nunca havia sido explicado.

Foi aqui que entrou o trabalho do químico francês e, mais tarde, do japonês. “Henri Kagan e Kenso Soai apresentaram uma solução para um mistério químico com mais de um século: como é que a homoquiralidade pode surgir espontaneamente”, explica o presidente do Comité Nobel da Química, Heiner Linke, que classifica as reações químicas desenvolvidas pelos investigadores como “espetaculares”.

Kenso Soai manifestou-se “muito entusiasmado” por partilhar o prémio com um “especialista em química orgânica tão famoso”, revelando ser um dos “dias mais entusiasmantes” da sua vida. Numa chamada em direto para a emissão do anúncio do prémio Nobel da Química, o mais recente laureado explica que estava a “fazer compras para a casa” quando recebeu a chamada do Comité, tendo ficado surpreendido com o anúncio.

Para o químico da Tokyo University of Sciences, a “homoquiralidade é essencial para a vida”. Como explicam os especialistas responsáveis pela atribuição do prémio, o termo vem do grego e significa “mesma mão”. A ideia é que tal como temos duas mãos, feitas à imagem espelhada uma da outra, os aminoácidos são iguais. Quando os investigadores começaram a tentar perceber as diferenças entre as duas formas da mesma molécula, não encontraram qualquer disparidade na quantidade formada após a realização das respetivas reações químicas necessárias para “fabricar” este produto. Aliás, obtinham sempre proporções idênticas tanto de uma versão, como de outra.

E era de facto importante existir este equilíbrio, porque as imagens espelhadas da mesma molécula reagem de forma diferente. Como explica o Comité Nobel, “no desenvolvimento de moléculas destinadas a interagir com seres vivos — como é o caso dos produtos farmacêuticos — apenas uma das imagens espelhadas terá o efeito desejado”.

Henri Kagan foi o pioneiro nesta descoberta. Em 1986, o químico francês conseguiu orquestrar uma reação que criasse uma molécula em maior quantidade, relativamente à sua imagem espelhada. Kenso Soai acabou por completar este trabalho décadas mais tarde. O investigador japonês atingiu o seu objetivo e desenhou uma reação que criasse apenas uma das versões da molécula de interesse. “Além da própria vida, ninguém tinha conseguido este feito até então”, escreve o Comité Nobel da Química.

A criação de uma reação “autocatalítica” e “enantiosseletiva”

Esta questão da quiralidade “tem sido um grande enigma” para a humanidade, descreve ao Observador Sara Linse, professora de Biologia Estrutural e Bioquímica na Universidade de Lund. “Como é que, na Natureza, existe apenas uma das formas quirais dos aminoácidos?”, questiona retoricamente a especialista que pertence à Academia Real de Ciências da Suécia. Porque estas moléculas, sendo “fisicamente iguais”, acabam mesmo por ser “quimicamente diferentes”.

Sara Linse explica que esta característica está presente em “vários tipos de moléculas”, mas é predominante nos aminoácidos. Dos 20 conhecidos, apenas a glicina não demonstra esta propriedade. O prémio Nobel, como explica a especialista, não foi atribuído por explicar como a Natureza conduz o processo, mas pelo facto de ter sido, de certa forma, replicado em laboratório. “A Natureza fez isso no início da vida e Kenso Soai conseguiu reproduzir o fenómeno”, acrescenta.

O químico japonês, na sua investigação, partiu de uma solução de moléculas não quirais, sem uma orientação definida. A reação misturava esta molécula com um determinado reagente, um dialquilzinco (um átomo de zinco ligado a dois grupos alquilo), escolhido por Soai. O produto, surpreendentemente, revelou-se “autocatalítico” e “enantiosseletivo”.

O que é que isto quer dizer? De uma solução sem quiralidade, onde uma molécula podia assumir ora uma orientação, ora a sua especular, Kenso Soai conseguiu criar um “ciclo” onde o produto final acabaria por catalisar ou potenciar a formação de uma forma específica da molécula. À reação inicial, o investigador decidiu juntar uma quantidade residual de um catalisador quiral, uma substância que acelera a formação de apenas uma das duas formas espelhadas. Linse explica que este catalisador acrescentado replica o efeito que a luz natural pode ter na reação.

Ao favorecer a formação de uma determinada estrutura em prol de outra, o produto formado por esta reação acaba por servir de catalisador para a sua própria formação: autocatalítico. Como existem mais pares de moléculas com a mesma orientação do que aqueles com orientação mista (ou seja, duas moléculas espelhadas, ligadas, que acabam por se anular uma à outra), o próprio processo, ao fim de várias reações sucessivas, vai acabar por “eliminar” a estrutura com a outra orientação. Assim, acaba por ser “enantiosseletiva”, dando prioridade a um dos enantiómeros (uma das estruturas).

A descoberta sobre “catalisadores puros” que revolucionou a indústria química

O trabalho de Henri Kagan chegou na década de 1980. Antes disso, o procedimento para lidar com esta particularidade molecular passava pela utilização de “catalisadores puros”. “Normalmente temos uma mistura de catalisador que é, por exemplo, 30% uma configuração, 70% da outra. E, antigamente, o pensamento é que tinha de ser 100% da orientação desejada e, para quem faz o processo em laboratório, não é nada fácil sintetizar. Temos de separar e fazer vários processos para chegar ao estado em que podemos utilizar”, explica ao Observador a investigadora Beatriz Royo.

É nesse sentido que a descoberta do químico francês “revolucionou” este setor. “Kagan descobriu e mostrou que não é preciso termos sempre um catalisador puro”, indica a especialista do Instituto de Tecnologia Química e Biológica António Xavier (ITQB NOVA). “Demonstrou que, em determinadas condições, consegue produzir um resultado com uma pureza enantiomérica muito elevada, ou seja, consegue fazer a reação para que forme uma das configurações com muita pureza. Uma coisa maravilhosa”, adianta.

É a esta amplificação da quiralidade no produto em relação à do catalisador que se dá o nome de “efeitos não lineares”, como ainda referiu Sara Linse, do Comité Nobel da Química, o conceito presente no prémio recebido esta quarta-feira.

E também é a partir desta descoberta, aliada, claro, ao trabalho de Kenso Soai, que permite ter uma perspetiva mais clara sobre o verdadeiro impacto que esta investigação teve no setor. Quando uma solução não é enantiomericamente pura, quando tem ambas as configurações de uma determinada molécula na sua constituição, porque foi produzida artificialmente, existe o risco de a orientação não desejada apresentar características tóxicas, no pior dos casos. Habitualmente, tem apenas um efeito neutro, mas a toxicidade é sempre um cenário a considerar.

“O que acontece na produção de fármacos, que são compostos orgânicos, é que escolhem uma molécula eficaz para o tratamento, enquanto a outra pode ser nociva”, explica a investigadora espanhola radicada em Portugal. Quando chegam às prateleiras das farmácias, os medicamentos já estão livres destas possíveis configurações tóxicas, mas a descoberta destes dois investigadores veio “facilitar a vida” dos responsáveis pela produção.

“Como, antigamente, o catalisador tinha de ser puro, precisavam de um processo sinteticamente mais complicado e caro”, explica Beatriz Royo. “Agora, o processo é muito mais simples”, acrescenta. Mas para além de facilitar os custos das operações e a própria logística do processo de produção dos fármacos, tem também implicações em várias outras indústrias. A investigadora consultada pelo Observador aponta para a indústria da cosmética como uma outra beneficiária desta descoberta.

“Toda a produção do que se denomina química fina — no sentido de produtos com valor acrescentado —, todos esses produtos normalmente utilizam apenas uma das formas de uma molécula”, esclarece. Os investigadores e produtores químicos nunca querem uma mistura e, por isso, o trabalho de Henri Kagan e Kenso Soai teve um “grande impacto” na indústria.