Ocenění za molekulární strukturu látek

Také letos se uskutečnil třetí ročník soutěže o Cenu Vladimíra Hanuše a druhý ročník Ceny Petra Sedmery v oblasti molekulární struktury organických látek. Pětičlenný výbor sestávající z významných českých i zahraničních odborníků volil vítěze z dvou kategorií – hmotnostní spektrometrie (MS) a jaderné magnetické rezonance (NMR).

Detlef Schröder bohužel prestižní ocenění nepřevzal osobně. Zemřel nečekaně dne 22. srpna 2012 ve věku 49 let.

Spektroskopická společnost Jana Marka Marci udělila ceny za nejlepší původní odborné práce v příslušném oboru, jež pocházejí z pracovišť se sídlem v České republice a použily jednu z uvedených technik ke zjištění informace týkající se struktury látek. V kategorii hmotnostní spektrometrie zvítězil z 11 kandidátů Detlef Schröder z Ústavu organické chemie a biochemie AV ČR s projektem In-Flight Epimerization of a Bis-Tröger Base. Autor s h-indexem 56 byl uznávanou osobností se zkušenostmi v mnoha oblastech iontové chemie v plynné fázi. Jeho zájem sahal od základních otázek o dvouatomových molekulách, přes organické reakční mechanismy a anorganickou chemii až k otázkám astrochemických a biochemických problémů. Svou práci přiblížil následovně: „Před více než 100 lety objasnil německý chemik Julius Tröger syntézu nové třídy aromatických dusíkatých bází, ­jejichž skutečná struktura byla nejasná půl století. „Trögerovy báze“ se skládají ze tří vzájemně propojených kruhů, z nichž dva vnější kruhy mohou mířit stejným směrem („syn-“, tj. ◦◦◦), nebo mají střídavé uspořádání („anti-“, tj. ◦◦◦). Tento pozoruhodný strukturní rys vedl k několika unikátním aplikacím ­Trögerových bází v chemické stavbě tzv. supramolekulárních souborů, což jsou samostatně organizované sítě, které mají v nanoměřítku pozoruhodné perspektivy pro materiálové vědy. Problémem však je, že tyto struktury nejsou dlouhodobě stabilní kvůli ­přeměnám mezi syn- a anti-strukturami. Použitím hmotnostní spektrometrie iontové mobility (IM-MS) můžeme odhalit mechanismus této přeměny jako protonově zprostředkované otevírání kruhu přeměňující jednu formu v druhou. Nový a doplňující experimentální pohled na chemii Trögerových bází je možný prostřednictvím IM-MS, protože na rozdíl od ostatních metod hmotnostní spektrometrie nerozlišuje pouze podle hmotnosti a náboje, ale bere v potaz i tvar analyzovaného iontu.“

Na druhé, již neoceňované příčce se umístila práce Michaela Volného z Mikrobiologického ústavu AV ČR Laser Desorption-Ionization of Lipid Transfers: Tissue Mass Spectrometry Imaging without MALDI Matrix, na třetí studie Daniela Rozbeského z téhož ústavu Chemical Cross-Linking and H/D Exchange for Fast Refinement of Protein Crystal Structure.

Martin Dračínský

Ve druhém ročníku kategorie nukleární magnetické rezonance zvítězila z šesti přihlášených prací studie Martina Dračínského z Ústavu organické chemie a biochemie AV ČR Computational and Experimental Evidence of Through-Space NMR Spectro-scopy J Coupling of Hydrogen Atoms. Mezi vědecké zájmy autora s h-indexem 10 patří určování struktury, konformace a konfigurace organických molekul pomocí nukleární magnetické rezonance spektroskopie a také struktura a vlastnosti modifikovaných složek nukleových kyselin. M. Dračínský se rovněž zabývá teoretickými výpočty NMR parametrů, molekulovou dynamikou, ab initio výpočty struktury a vlastností molekul. „Nukleární magnetická rezonance je metoda, která našla významné uplatnění ve fyzice, chemii, medicíně a dalších oborech. Prostřednictvím magnetických vlastností jader atomů (tzv. jaderného spinu) můžeme zjišťovat detailní informace o struktuře molekul v okolí magneticky aktivních jader, protože jádra jsou od magnetického pole NMR spektrometru stíněna elektronovým obalem a toto stínění je různě veliké pro různé pozice atomů v molekule. Další důležitou informací, kterou lze pomocí NMR získat, jsou interakce mezi jednotlivými jadernými magnetickými momenty. Tradičně se uvádí, že spin-spinové interakce zprostředkovávají vazebné elektrony, což znamená, že mezi atomovými jádry musí být kovalentní vazby, abychom mohli tuto interakci pozorovat. Práce ukázala, že pro přenos informace mezi jádry nemusí být tato jádra spojena kovalentními vazbami. Spin-spinové inter­akce lze pozorovat též mezi jádry ve vzdálených částech molekul a dokonce i mezi jádry, která jsou umístěna v růz­ných molekulách, což otevírá nové možnosti pro studium mezimolekulových interakcí, solvatací a dynamických komplexů molekul,“ vysvětluje autor.
Na druhém místě se umístil Radek Marek z Národního centra pro výzkum biomolekul Masarykovy univerzity v Brně s prací Chemical Shift Tensors in Isomers of Adenine: Relation to Aromaticity of Purine Rings?, jako třetí Veronika Papoušková z téže instituce se studií Solution structure of the N-terminal domain of Bacillus subtilis delta subunit of RNA polymerase and its classification based on structural homologs.

Vladimír Hanuš

Ceny za nejlepší původní odborné práce ve zmiňovaných oborech nesou jména dvou průkopníků obou metod, kteří se zásadní měrou zasloužili o jejich rozšíření v naší zemi. Vladimír Hanuš je zakladatelem české a československé hmotnostní spektrometrie a ve své době byl spektrometristou světového významu. Jeho jméno je dodnes známo ve světových laboratořích, které se zaměřují na základní výzkum v hmotnostní spektrometrii. V. Hanuš pracoval na rozvoji teorie nedávno předtím objevených kinetických polarografických prou­dů a významně přispěl k vypracování způsobu, jak z polarografických křivek stanovit rychlostní konstanty rychlých reakcí; tyto vynikající práce získaly značný mezinárodní ohlas. Podle Zdeňka Hermana se k obhajobě Hanušovy kandidátské práce vztahuje následující historka: práce z oblasti kinetických polarografických proudů udělala na komisi jak rozsahem, tak kvalitou velký dojem, a proto komise Hanušovi navrhla, aby ji rozšířil a podal jako práci doktorskou. Stal by se tak vůbec prvním doktorem věd v Československu. V. Hanuš však nabídku odmítl s tím, že nepovažuje za morální použít stejné nebo podobné výsledky k získání dvou titulů, a až do smrti zůstal kandidátem věd. V dnešní době kupovaných a rychlokvašných titulů zní takové vyprávění jako z jiného světa. Zásadní moment v Hanušově vědeckém životě nastal, když se začal na popud osvícených nadřízených spolu se třemi kolegy zabývat konstrukcí prvního hmotnostního spektrometru v Československu. Společně s aspiranty Vladimírem Čermákem, Čestmírem Jechem a Josefem Cabicarem dostal totiž od Jaroslava Heyrovského úkol „seznámit se se spektroskopiemi všech vlnových délek a zaměřit se na perspektivní z nich“. Vybrali si hmotnostní spektrometrii a v roce 1950 začali s konstrukcí hmotnostního spektrometru Nierova typu. Od roku 1960 se V. Hanuš systematicky věnoval tehdy nově vznikajícímu oboru objasňování struktury složitých organických molekul hmotnostně spektrometrickou metodou. Jeho práce o struktuře přírodních látek (zejména alkaloidů) byly následovány po získání spektrometru s dvojí fokusací v roce 1974 studiemi mechanismu ­ionizační fragmentace a přesmyku organických kationtů v plynné fázi, které jsou v některých případech považovány za práce průkopnické.

Petr Sedmera

Petr Sedmera je pro změnu světově uznávaným odborníkem v oblasti strukturního studia alkaloidů, především námelových alkaloidů, morfinanů, ale i mnoha dalších. Po studiu na Vysoké škole chemicko-technologické v Praze nastoupil do tehdejší laboratoře speciální anorganické chemie v Řeži, kde se zabýval mimo jiné syntézou hydridů. V roce 1967 přešel do Ústavu organické chemie a biochemie ČSAV, kde působil v laboratoři Spektrálních metod na nukleární magnetické rezonanci, která se pak stala po zbytek života jeho osudem. Během pobytu v ÚOCHB se začal zabývat strukturálními studiemi alkaloidů ve spolupráci s prof. Františkem Šantavým z Olomouce a jeho zájem upoutaly i výpočetní metody, které byly tehdy ještě v plenkách. V roce 1971 přešel do Mikrobiologického ústavu ČSAV, kde byl pověřen založením a rozvojem v té době ještě nezralých spekt­rálních strukturních metod pro analýzu přírodních látek a mikrobiálních metabolitů. Již tenkrát měl připravenou kandidátskou disertační práci Stínící efekty polárních skupin v NMR, kterou však kvůli lidské zlobě a stupiditě nemohl obhájit. Od pilné a užitečné práce se ovšem odradit nenechal a zásadním způsobem se například podílel na objevu a popisu jediného původního československého antibiotika Mucidinu, které se dostalo do klinického používání jako antimykotikum. Teprve po roce 1989 mohl obhájit kandidaturu a v září 1990 se stal vedoucím Laboratoře spektro­skopické analýzy na MBÚ, kterou vedl až do roku 2006 a kde až do konce se zápalem pracoval. Kromě aktivity v laboratoři se též nadšeně věnoval spolkové činnosti – velmi aktivní byl v České společnosti chemické i v jejím výboru. Společnost mu v roce 1995 udělila jedno ze svých nejvyšších ocenění, a to Hanušovu medaili.
Více informací o soutěži naleznete na www.spektroskopie.cz.

MICHAEL VOLNÝ a VLADIMÍR HAVLÍČEK,
Mikrobiologický ústav AV ČR, v. v. i.