El Nobel de Química 2026 premia una reacción que obliga a las moléculas a elegir una mano

Cada proteína de tu cuerpo está hecha de aminoácidos zurdos, pero cuando los químicos fabrican esas mismas moléculas en un matraz obtienen cantidades iguales de versiones zurdas y diestras. Henri B. Kagan y Kenso Soai demostraron cómo una reacción puede romper ese empate, dejando que un diminuto excedente de una imagen especular crezca hasta dominar casi por completo. La Real Academia Sueca de las Ciencias les ha concedido el Premio Nobel de Química por ello, y el trabajo está ahora detrás de cómo la industria farmacéutica persigue la versión correcta de un medicamento.

Muchas moléculas se presentan en dos formas que son imágenes especulares entre sí, como una mano izquierda y una derecha. Los químicos llaman quirales a esas moléculas, y enantiómeros a las dos versiones. Contienen los mismos átomos unidos en el mismo orden, pero no encajan en las mismas cerraduras biológicas, por lo que una forma de un fármaco puede curar mientras que su gemela no hace nada o causa daño. La vida es lo que los químicos denominan homoquiral: usa solo una mano de sus aminoácidos y solo una mano de los azúcares de su ADN, y nadie ha explicado del todo cómo llegó a ser así.

Kagan, químico francés en la que entonces era la Université Paris-Sud, y Soai, químico japonés en la Tokyo University of Science, fueron citados «por el descubrimiento de los efectos no lineales y la autocatálisis en síntesis orgánica asimétrica». Se reparten a partes iguales 12 millones de coronas suecas. «Henri Kagan y Kenso Soai han aportado una solución a un misterio químico de más de un siglo: cómo puede surgir espontáneamente la homoquiralidad. Las reacciones químicas que han desarrollado son espectaculares», declaró Heiner Linke, presidente del Comité Nobel de Química.

El rompecabezas que un físico planteó a los químicos

El comité Nobel remonta el premio a Louis Pasteur, que separó cristales de ácido tartárico con pinzas bajo un microscopio y encontró dos formas especulares que desviaban la luz polarizada en direcciones opuestas. Más tarde observó que las bacterias fermentaban solo una de ellas. Esa fue la primera pista de que la química de la vida tiene favoritismos.

La química ordinaria no los tiene. Una reacción que puede formar ambas imágenes especulares, si se deja a su aire, produce una mezcla al 50-50, lo que los químicos llaman un racemato. El truco para obtener más de una mano es un catalizador quiral, una sustancia auxiliar que no se consume y que dirige la reacción hacia una versión. Los primeros intentos producían solo un sesgo mínimo.

Entonces el físico teórico británico Charles Frank, de la Universidad de Bristol, esbozó en papel lo que necesitaría una reacción para llevar una mezcla completamente hacia una mano. Necesitaba un catalizador quiral, una forma de potenciar una imagen especular mientras suprimía la otra, y un producto que catalizara su propia formación, una propiedad llamada autocatálisis. Frank cerró su breve artículo señalando que una demostración de laboratorio no era imposible. Durante décadas, nadie lo consiguió, y el problema se convirtió en un acertijo de aula.

Cómo lo hicieron

Kagan atacó la segunda condición de Frank planteando una pregunta que a nadie se le había ocurrido. Los químicos asumían que la pureza del producto simplemente reflejaba la pureza del catalizador: introduce un catalizador que es 50 por ciento de una mano y obtienes un producto con aproximadamente la mitad del sesgo que obtendrías de uno puro. Kagan sospechaba que el metal en el corazón de esos catalizadores atrapaba al menos dos moléculas quirales a la vez, lo que crearía tres tipos de catalizador: izquierda-izquierda, derecha-derecha y un par mixto izquierda-derecha.

Si el par mixto funcionaba más lentamente que los pares igualados, absorbería silenciosamente la mano minoritaria y dejaría que los catalizadores mayoritarios hicieran la mayor parte del trabajo. Su equipo probó tres reacciones y encontró exactamente ese tipo de desviación de la línea recta. En una de ellas, una oxidación ampliamente utilizada desarrollada por Barry Sharpless, el producto resultó más puro que el catalizador que lo produjo. Los químicos denominaron al fenómeno efecto no lineal, y se extendió rápidamente. En una reacción relacionada con zinc estudiada por Ryoji Noyori, un catalizador que solo estaba enriquecido al 15 por ciento en una mano produjo un producto enriquecido al 98 por ciento.

Soai fue tras la última condición de Frank, la autocatálisis. Trabajando en reacciones que añaden compuestos de zinc a aldehídos, notó que el producto se parecía mucho al catalizador y se preguntó si el producto podría convertirse en su propio catalizador. Su primera reacción de autocopia se copió a sí misma, pero la pureza se erosionaba en cada ronda: un catalizador enriquecido al 86 por ciento producía un producto enriquecido solo al 35 por ciento.

El avance llegó con un alcohol de pirimidina, una molécula construida alrededor de un anillo de átomos de carbono y nitrógeno que se forma cuando un compuesto de zinc llamado diisopropilzinc reacciona con un aldehído compatible. Un catalizador hecho a partir de un lote de ese alcohol con solo un 5 por ciento de excedente de una mano produjo un nuevo alcohol con un 55 por ciento de excedente. Al realimentarlo, ese producto se convirtió en el catalizador para la siguiente ronda, que alcanzó el 87 por ciento, y después de cinco rondas la pureza se estabilizó en torno al 90 por ciento. Una versión refinada tomó más tarde una muestra cuyo desequilibrio era de solo el 0,00005 por ciento y la elevó por encima del 99,5 por ciento en tres rondas, una amplificación de la proporción entre las dos manos por un factor de 630.000. Esta química de autocopia amplificadora se conoce ahora como la reacción de Soai.

Un lanzamiento de moneda que elige un bando

La ejecución más llamativa no utilizó ningún ingrediente quiral en absoluto. El equipo de Soai partió de moléculas sin quiralidad y dejó que la reacción ocurriera. Las fluctuaciones aleatorias siempre dejan una mano ligeramente por delante, y la reacción de Soai es lo suficientemente sensible como para aprovechar esa mínima diferencia y amplificarla. En una serie de 37 experimentos, 18 terminaron con una mano dominante y 19 con la otra, con purezas que oscilaban entre el 15 y el 91 por ciento. Daniel Singleton, trabajando de forma independiente en Estados Unidos, demostró la misma ruptura de simetría.

Ese resultado se parece mucho a lo que la Tierra primitiva habría necesitado: una reacción que elige un bando al azar y luego lo fija. El comité Nobel lo califica como el primer experimento de laboratorio que confirma el modelo de Frank sin ninguna influencia quiral externa, y la primera vez desde el origen de la vida que alguien ha creado quiralidad a partir de una mezcla de moléculas que no la tenían.

Por qué le importa a tu botiquín

La catástrofe de la talidomida a principios de la década de 1960, cuando un sedante causó graves defectos de nacimiento en miles de niños, hizo que los fabricantes de medicamentos fueran muy conscientes de que las dos manos de una molécula pueden actuar de forma muy diferente en el cuerpo. Los investigadores concluyeron más tarde que la forma especular del fármaco era la responsable del daño, aunque el cuerpo convierte una forma de talidomida en la otra, por lo que incluso una dosis pura no habría sido segura. Hoy en día, los reguladores esperan que las empresas sepan qué forma de un fármaco quiral están vendiendo y qué hace la otra.

Los efectos no lineales de Kagan se convirtieron en una herramienta de diagnóstico cotidiana. Si una reacción se comporta de forma no lineal, eso indica a los químicos cuántas piezas quirales se agrupan alrededor del catalizador, lo que les ayuda a rediseñar el proceso para obtener un producto más puro. El comité menciona los productos farmacéuticos, los aromas, las fragancias, los productos químicos agrícolas y algunos nuevos materiales entre las industrias que dependen de esto. El grupo de Erick Carreira utilizó un paso autocatalítico asimétrico para fabricar un componente clave del efavirenz, un fármaco contra el VIH.

Lo que el premio no resuelve

El premio no explica por qué la vida eligió los aminoácidos zurdos. Los antecedentes científicos del propio comité afirman que el modelo de Frank es solo una posible ruta entre varias para un evento que ocurrió hace aproximadamente 3500 a 4000 millones de años, y que probablemente nunca tendremos una respuesta definitiva. La reacción de Soai funciona con compuestos de zinc que no sobrevivirían en el agua, por lo que es una prueba de concepto, no una recreación de la química de la Tierra primitiva.

La reacción de Soai también funciona con un conjunto limitado de moléculas. Solo un puñado de otros sistemas muestran el mismo comportamiento de autocopia amplificadora, y no se ha encontrado ninguno para aminoácidos o azúcares. Incluso el mecanismo está en disputa. Un grupo liderado por Scott Denmark explica la amplificación a través de un cúmulo de cuatro átomos de zinc que solo encaja con moléculas de una mano, mientras que el equipo de Oliver Trapp propone un intermedio diferente y un cuello de botella cinético. El comité señala que ambos modelos podrían ser válidos para diferentes moléculas, lo que también significa que ninguno ha ganado.

Preguntas frecuentes sobre el Premio Nobel de Química 2026

¿Quién ganó el Premio Nobel de Química 2026?

Henri B. Kagan, de la antigua Université Paris-Sud en Francia, y Kenso Soai, de la Tokyo University of Science en Japón, comparten el premio a partes iguales. Fueron galardonados por descubrir los efectos no lineales y la autocatálisis en la síntesis orgánica asimétrica.

¿Qué significa quiral en química?

Una molécula quiral no puede superponerse a su imagen especular, de la misma manera que tu mano izquierda no puede colocarse perfectamente sobre tu derecha. Las dos versiones especulares, llamadas enantiómeros, pueden comportarse de forma muy diferente dentro de los seres vivos.

¿Qué es la reacción de Soai?

Es una reacción en la que el producto actúa como catalizador para producir más de sí mismo y favorece su propia quiralidad. Un pequeño excedente de una imagen especular se acumula en rondas sucesivas hasta que casi todo el producto tiene una sola mano.

¿Por qué es importante la quiralidad para los medicamentos?

Muchas moléculas de fármacos se presentan en dos formas especulares, y a menudo solo una tiene el efecto deseado mientras que la otra es inactiva o dañina. Producir la forma correcta de manera eficiente depende de la catálisis asimétrica, el campo que estos descubrimientos remodelaron.

Cuándo sucedió y qué viene después

Frank publicó su modelo en 1953. Kagan, que nació en 1930 en Boulogne-Billancourt, describió los primeros efectos no lineales en 1986. Soai, nacido en 1950 en Hiroshima, informó de su primera reacción de autocopia en 1990, de la versión amplificadora en la revista Nature en 1995, y de la ruptura espontánea de simetría en 2003. El premio se basa en dos Nobeles de Química anteriores por catálisis asimétrica, en 2001 y 2021.

Laboratorios de todo el mundo están ahora intentando hacer con los aminoácidos y los azúcares lo que Soai hizo con su alcohol de pirimidina. Kagan y Soai recibirán sus medallas en Estocolmo el 10 de diciembre.

Referencia: Soai, K.; Shibata, T.; Morioka, H.; Choji, K., «Asymmetric autocatalysis and amplification of enantiomeric excess of a chiral molecule,» Nature, 1995. DOI: 10.1038/378767a0

Etiquetas: premio nobel, aminoácidos, Henri Kagan, Kenso Soai, química, quiralidad