नोबेल प्राइज का ऐलान हो चूका है , और इस बार का रसायन शास्त्र का नोबेल पुरूस्कार मिला है दो बहुत ही होनहार वैज्ञानिको को जिनकी खोज की मदद से आने वाले समय में सस्ती और असरदार दवाइयों के निर्माण में मदद मिलेगी |
Dave Macmillan और Ben List दोनों को साल 2021 के नोबेल पुरूस्कार के लिए चुना गया है | इन दोनों ने मिलकर एक साधारण प्रकार के कैटेलिस्ट ( catalyst ) का निर्माण किया है | जिसे “ Asymmetric catalyst “ कहा जाता है | इस catalyst की मदद से 3-D आयाम वाले मॉलिक्यूल यानि अणु ( Molecule ) को बनाना आसान हो जाएगा | जिसकी मदद से केमिस्ट ज्यादा असरदार और सुरक्षित दवाईयो का निर्माण कर सकेंगे |
Asymmetric catalyst क्या है ? |What is Asymmetric catalyst ?
catalyst एक प्रकार का टूल है जिसे प्रक्रति और केमिस्ट दोनों इस्तेमाल करते है जटिल अणु (Complex Molecule ) का निर्माण करने के लिए | इसकी वजह से केमिकल रिएक्शन ( chemical reaction ) में लगने वाली एनर्जी में काफी कमी आती है | केमिस्ट इस catalyst की मदद से काम्प्लेक्स और सुरक्षित अणु का निर्माण कर सकते है |
सामन्यतः एक केमिकल रिएक्शन में दो तरह के अणु का निर्माण होता है ; लेफ्ट हैण्ड मॉलिक्यूल (Left Hand Molecule ) और राईट हैण्ड मॉलिक्यूल (Right Hand Moleclue ) | Asymetric catalyst वो catalyst है जो किसी भी तरह का ओरिएंटेशन (Orientation ) उत्पन्न कर सकते हैं | आज से 20 साल पहले जिस वैज्ञानिक ने सबसे पहले Asymmetric catalyst की खोज की थी उन्हें भी नोबल पुरुस्कार से नवाज़ा गया था | पर जो catalyst उन्होंने खोजा था उसके लिए महंगे मेटल की ज़रूरत पड़ती थी और वो काफी टॉक्सिक (toxic ) भी था | इसके अलावा वो हवा और पानी को लेकर भी काफी संवेदन शील था | तब से लेकर आज तक साइंटिस्ट उसी catalyst का उपयोग कर रहे है , लेकिन यूज़ स्धिक देखभाल की ज़रूरत पड़ती है |
प्रक्रति में उत्पन्न होने वाले Asymmetric molecule कैसे बनते है ? |How Does nature make Asymmetric molecule
जैविक रिसेप्टर्स ( biological receptors ) – कोशिकाओं पर संरचनाएं जो रासायनिक संकेत प्राप्त करती हैं – अक्सर एक अणु के केवल एक संस्करण (version ) से जुड़ी होती हैं। इस तरह प्रकृति ने बड़े, जटिल, लगभग फैक्ट्री जैसे एंजाइमों का उपयोग करके चुनिंदा अणुओं को बनाने में महारत हासिल की है। ये विस्तृत एंजाइम उत्प्रेरक अक्सर हजारों अमीनो एसिड से बने होते हैं और रासायनिक बिल्डिंग ब्लॉक्स को बाएँ या दाएं ओरिएंटेशन में इकट्ठा करते हैं। इस पूरी प्रोसेस में लाखो साल लगते हैं , जिसकी वजह से आज यह जीवित वस्तुओ में बेहतरीन काम कर रही है |
जब दवाओं का उत्पादन करने के लिए एंजाइम का उपयोग करने की बात आती है तो समस्या यह है कि वे टारगेट मेडिसिन दवा की तुलना में अक्सर 10,000 गुना बड़े होते हैं और इसे बनाने में उतना ही समय लग सकता है यानि की लाखो साल । और इसी लिए रसायन विज्ञान में 2018 के नोबेल पुरस्कार ने उन वैज्ञानिकों को अलग से मान्यता दी जिन्होंने एंजाइम उत्प्रेरक को अधिक आसानी से बनाने का एक तरीका विकसित किया। लेकिन इतनी कोशिशो के बावजूद भी यह अभी तक व्यवाहरिक रूप से संभव नहीं हो पाया है |
Asymmetric organocatalysts –
मैकमिलन और लिस्ट प्रदोनों ने एक एकल अमीनो एसिड से बने एक प्रकार के कार्बनिक, या कार्बन-आधारित, उत्प्रेरक का विकास किया जो एक ही तरह के जटिल अणुओं का उत्पादन कर सकता है। जहरीली धातुओं या संपूर्ण आणविक कारखानों का उपयोग करने के बजाय, वैज्ञानिक अब ख़ास दवाओं के उत्पादन के लिए एकल अमीनो एसिड (Single Amino Acid ) का उपयोग कर सकते हैं।
2000 की शुरुआत में, लिस्ट ने बताया कि एक एकल अमीनो एसिड (Single amino acid ) , प्रोलाइन, एक संपूर्ण एंजाइम की प्रभावी ढंग से नकल कर सकता है जो एल्डोल प्रतिक्रिया (Aldol reaction ) करता है, जो की एक आवश्यक बंधन (Bond forming ) बनाने वाली रासायनिक प्रतिक्रिया है | उसी वर्ष, मैकमिलन ने दिखाया कि कई अलग-अलग संशोधित अमीनो एसिड डायल्स-एल्डर प्रतिक्रिया ( Diels – Alder reaction ) को असममित (असयम,asymmetric ) रूप से बढ़ावा दे सकते हैंयह प्रतिक्रिया भी बांड बनाने में महत्वपूर्ण है । इसी आधार पर मैकमिलन ने “ऑर्गेनोकेटलिस्ट” ( Organocatalyst ) शब्द की निर्माण किया |
organocatalysts कैसे काम करते हैं?| how do organocatalysts work?
अब कई अलग-अलग प्रकार के असममित ऑर्गेनोकैटलिस्ट ( asymmetric organocatalysts ) हैं, लेकिन इस क्षेत्र को शुरू करने वाले प्रकार अक्सर गोलाकार अमीनो एसिड ( Circular amino acid ) होते हैं जो रासायनिक प्रतिक्रिया के दौरान एक विशेष 3 डी आकार में रासायनिक बिल्डिंग ब्लॉक रखते हैं। यह क्रिया तीन भाग में होती है , catalyst सबसे पहले वांछित अंत उत्पाद (end product ) के बिल्डिंग ब्लाक के साथ एक मजबूत बंधन बनाते हैं, इसे बांड फार्मेशन के लिए उत्तेजित करते है हैं और फिर रासायनिक प्रतिक्रिया होने के बाद इसे छोड़ देते हैं।
catalyst का गोलाकार आकर इसके लिए सबसे उपयुक्त होता है , लिस्ट ने अपनेcatalyst के रूप में केवल प्राकृतिक रूप से पाए जाने वाले रिंग के आकार के अमीनो एसिड, प्रोलाइन का इस्तेमाल किया। दूसरी ओर, मैकमिलन ने अमीनो एसिड को वापस एक रिंग में बांध दिया, जो रासायनिक प्रतिक्रियाओं को केवल एक अभिविन्यास के साथ अणुओं का उत्पादन करने के लिए मजबूर करता है।
लिस्ट और मैकमिलन के इस प्रयोग से आने वाले समय में हजारो नए catalyst का निर्माण संभव हो सकेगा जिसकी मदद से अधिक प्रभावी और सेफ और साथ ही सस्ती दवाइयों के निर्माण में सहायता मिलेगी | इसे हम मेडिकल फील्ड में एक नै क्रांति की शुरुआत भी कह सकते है |
