Исчезающая ложка, или Удивительные истории из жизни периодической таблицы Менделеева

Ноулза заинтересовала плоская, двухмерная молекула, которую он хотел «надуть» и сделать трехмерной. Дело в том, что левосторонняя разновидность этой молекулы могла стать средством для лечения заболеваний мозга, например болезни Паркинсона. Самая сложная задача заключалась в том, чтобы обеспечить правильную ориентацию молекулы. Здесь следует отметить, что плоские объекты не могут быть хиральными. Представьте себе копию вашей правой ладони, вырезанную из картона. Достаточно ее перевернуть – и она станет копией левой ладони. Хиральность возникает лишь по оси z. Но неодушевленные химические вещества, участвующие в реакции, «не понимают», как обеспечить нужную нам хиральность[98], а просто образуют молекулы обоих видов. Правда, химию можно перехитрить.

Ноулз догадался применить родиевый катализатор. Катализаторы разгоняют химические реакции до таких скоростей, которые сложно даже представить на бытовом уровне. Некоторые катализаторы увеличивают скорость реакции в миллионы, миллиарды и даже триллионы раз. Родий придает реакциям очень большую скорость, и Ноулз обнаружил, что единственного атома родия достаточно, чтобы придать объем практически бесконечному числу плоских молекул. Поэтому он поместил родий в центр молекулы хирального соединения, создав хиральный катализатор.

Основная сложность заключалась в том, что и хиральный катализатор с родиевым атомом, и взаимодействующие плоские молекулы были очень громоздкими. Поэтому, когда они приближались друг к другу для взаимодействия, они напоминали двух тучных животных, пытающихся спариться. Оказалось, что хиральное соединение может внедрить свой родиевый атом в плоскую молекулу лишь из одного положения. И в этом положении «ноги» и «живот» молекулы будут мешать, поэтому она сможет развернуться в трехмерную структуру лишь в одном направлении.

Из-за этого маневренность в ходе молекулярного соития сильно ограничивалась, но ведь в реакции участвовал родий, способный радикально ее ускорить. Таким образом, для решения задачи Ноулзу требовалось устранить лишь одну сложную проблему – создать такой родиевый катализатор – и спокойно собирать урожай правильно сориентированных молекул.

Шел 1968 год, когда Ноулз положил начало современному синтезу лекарственных препаратов. Позже, в 2001 году, ученый был удостоен за это Нобелевской премии по химии.

Так совпало, что тем лекарством, которое Ноулз получил на своем родиевом катализаторе, был леводигидроксифенилаланин, или леводопа, известное благодаря книге Оливера Сакса «Пробуждения». В этой книге подробно рассказано, как леводопа в 1920-е годы пробудила восемьдесят пациентов, у которых в результате длительного летаргического энцефалита (Encephalitis lethargica) развилась тяжелая форма болезни Паркинсона. Все восемьдесят находились на стационарном лечении, многие провели по четыре десятилетия в состоянии помутнения рассудка, некоторые пребывали в непрерывной кататонии. Сакс описывает их так: «абсолютно лишенные энергии, побуждений, инициативы, мотиваций, аппетита, эмоций или желаний… столь же бесплотные, как привидения, столь же пассивные, как зомби… потухшие вулканы»[99].

К 1967 году Сакс достиг больших успехов в лечении леводопой больных, страдающих болезнью Паркинсона. Леводопа является предшественником дофамина – вещества, вырабатываемого в головном мозге. Как и пронтозил, исследованный Домагком, леводопа должна быть «биологически активирована» в организме. Но разделить левосторонние и правосторонние варианты этой молекулы было сложно, и стоимость препарата достигала 5000 долларов за фунт. И вдруг как раз в 1968 году стоимость леводопы начала стремительно снижаться – Сакс не понимал почему, сочтя это событие настоящим чудом. Прорыв Ноулза буквально развязал Саксу руки, он вскоре начал лечить в Нью-Йорке своих кататонических пациентов леводопой. В своей книге Сакс пишет: «Весной 1969 года, неправдоподобно, неожиданно и непредсказуемо, эти вулканы начали извергаться».

«Вулканическая» метафора очень точная, поскольку не все последствия приема препарата оказались положительными.

У некоторых людей развился гиперкинетический синдром, характеризующийся гиперактивностью, у других начались галлюцинации, третьи стали глодать предметы, как животные. Но эти люди все равно гораздо лучше чувствовали себя в этом состоянии, чем в состоянии овоща. Сакс вспоминает, что члены семей и больничный персонал уже долго считали этих людей «практически мертвыми» и даже некоторые из больных уже ощущали себя умершими. Так еще раз подтвердилось замечание Пастера о живительных свойствах веществ, обладающих нужной хиральностью.

11. Элементы-обманщики