Zajímavosti ze světa vědy a techniky
Cenová analýza nomenklaturních služeb
Společnost ACD, výrobce předních nomenklaturních programů jak pro IUPAC, tak CAS chemickou nomenklaturu publikovala zajímavou cenovou analýzu související s jejími produkty. Nejjednodušší příklad vychází ze situace, kdy chemik si nechá pojmenovat veřejnou službou jednu strukturu týdně. Chemical Abstract Service účtuje 40 dolarů za 15 minut připojení, což podle zkušeností odpovídá asi 10 až 40 dolarů za název v závislosti na komplexitě struktury a zkušenosti člověka zadávajícího dotaz. Skromný odhad je pak zjednodušeně 20 dolarů za strukturu. Nyní si vezměme ústav, knihovnu, redakci, právní či patentovou firmu, kde potřeba seriózního pojmenovávání může jít až do úrovně nákladů 100 tisíc dolarů za rok. Společnost ACD dodává, že soudobý pojmenovávací program pak přináší i výhodu přímého vstupu do programového vybavení optimalizujícího trojrozměrnou strukturu, interagujícího s databázemi a předpovídajícího fyzikálně-chemické vlastnosti.
pad
Nobelova cena za chemii 1997
Všeobecně se ví, že přenašečem energie ve všech formách života je adenosintrifosfát (ATP). Tato skutečnost je známá již od roku 1939 (Fritz Lipmann a spolupracovníci). Lidské tělo přeměňuje denně až neuvěřitelně velké množství ATP, dospělý člověk v klidu asi polovinu své váhy. Při těžké práci nebo při sportovním výkonu se zvýší spotřeba ATP asi na čtyřnásobek. Nobelova cena za chemii byla udělena v roce 1997 třem biochemikům, kteří významnou měrou přispěli k objasnění této přeměny. Polovina ceny byla udělena za syntézu a využiti ATP Paulu D. Boeyerovi, University of California, Los Angeles USA a Johnu E. Walkerovi, Medical Research Council, Laboratory of Molecular Biology, Cambridge Velká Británie, a druhá polovina Jensi C. Skouovi, Aarhus University, Dánsko za objev Na+,K+-ATPasy ("Natriumpumpe"). ATP-Synthasa je enzym, který syntetizuje největší část ATP a Na+,K+-ATPasa je její největší spotřebitel. ATP vzniká v rostlinách fotosyntézou, u živočichů oxidační fosforylací. V roce 1960 izoloval Efraim Racker se spolupracovníky z mitochondrií enzym F0F1-ATPasu, dnes nazývaný ATP-Synthasou, a v roce 1961 předpověděl Peter Mitchell, že hybnou silou jeho vzniku je protonový gradient na membráně mitochondrií.
Dnes sedmdesátidevítiletý biochemik Paul D. Boyer se zabýval již od padesátých let mechanizmem ATP-syntázsy. Jeho životní dílo bylo v posledních letech korunováno objevem, že syntéza ATP z ADP nepředstavuje stupeň vyžadující dodání energie, ale že především vazba ADP a fosfátu na enzym a uvolnění ATP z enzymu spotřebovávají energii. Dalším průkopnickým zjištěním bylo, že existuje pouze jediná cesta ATP-Synthasy, ačkoliv její F1 část je asymetricky vybudována. Podle Boyera se to děje proto, že její - , - a - podjednotky rotují ve válci, který je tvořen střídavými - a - podjednotkami. Reakce je poháněna tokem protonů membránou mitochondrií. Boyer vtipně přirovnává ATP-Synthasu k vodnímu kolu.
Biochemické výsledky a modelové představy byly potvrzeny strukturní analýzou ATP-Synthasy. John Walker ve spolupráci s J. P. Abrahamsem a A. Lesliem mohli prokázat pro F1- část hovězího enzymu, že strukturně podobné - a -podjednotky vážou rozdílně ADP a ATP a - podjednotka je vklíněna asymetricky do válce tvořeného ze tří - a - podjednotek. Tím byl podpořen rotující mechanizmus navržený Boyerem. Přímý důkaz rotace byl podán v laboratoři Wolfganga Jungeho v Osnabrcku a potvrzen v amerických a japonských laboratořích. Podobně jako Boyer, stejně starý Jens C. Skou učinil objev, za který byl nyní vyznamenán Nobelovou cenou, již před 40 lety. Tehdy popsal s Na+,K+-Pasou enzym, katalyzující vektorový transport iontů membránou buňky. Rozdílná koncentrace iontů v buňce a okolí je známá od dvacátých let. V padesátých letech dokázali R. Keynes a A. Hodgkins. že ionty sodíku vnikají do nervových buněk při jejich stimulaci. V klidovém stavu se vytvoří mezi vnitřkem a vnějškem iontový gradient, k čemuž je zapotřebí ATP. Fyziolog Jens C. Skou izoloval z membrán nervových buněk raků enzym odbourávající ATP a zprostředkující vektorový transport iontů. Objasnil základy enzymového mechanizmu, především jeho závislost na koncentraci iontů a intermediární fosforylaci ATPasy. Elektrogenní "natriumpumpe" (pro reakční cyklus tři Na+ ven a dva K+ dovnitř) je důležitá jak pro vytvoření potenciálního rozdílu přes membránu plazmatu, ale i pro kontrolu objemu buněk. Vznikající iontový gradient je hybnou silou i pro jiné transportní systémy. "Natrimpumpe" ovlivňuje nepřímo i transport kalcia. Průkopnické práce Jense C.Skou vedly k objevu dalších ATPasů. Všechny pracují stejným mechanizmem a jsou dnes nazývány P-Typem ATPasů.
Stručný výčet objevů laureátů Nobelovy ceny za rok 1997 je dokladem, že jejich celoživotní práce byla spravedlivě odměněna.
Otakar Červinka
Ústřední kolo 34. ročníku chemické olympiády
Letošní vyvrcholení chemické olympiády se v několika směrech lišilo od předchozích ústředních kol. Význam soutěže svojí přítomností na zahájení podtrhl ministr školství, mládeže a tělovýchovy J. Sokol, který srdečným proslovem povzbudil jak soutěžící, tak organizátory. K uspořádání celostátního kola spojili své síly dvě vysoké školy. Teoretická část soutěže se konala na lékařské fakultě UK v Hradci Králové a praktická v laboratořích chemicko-technologické fakulty Univerzity Pardubice. Podařilo se získat řadu sponzorů v čele s akciovou společností Synthesia, kteří svoji, velkorysostí přispěli k hladkému a důstojnému průběhu soutěže. Česká společnost chemická a Česká společnost průmyslové chemie, jejichž zástupci prof. V. Šimánek a prof. J. Hanika se též zúčastnili zahájení, tentokrát věnovaly roční předplatné Chemických listů šesti nejlepším soutěžícím.
Na základě výsledků oblastních kol vybralo předsednictvo Ústřední komise ChO standardním postupem 37 soutěžících kategorie A (všeobecně vzdělávací školy) a 11 soutěžících kategorie E (odborné školy). V kategorii A první místo získal Petr Dobeš z gymnázia v Brně, Křenové ulici (loni dvanáctý), druhý byl Jakub Mikeš z gymnázia v Praze, Zborovské ulici a třetí Michal Šitina z gymnázia J. K. Tyla v Hradci Králové. V kategorii E byl první Jan Pozner ze SPŠCH v Pardubicích. Všech 16 úspěšných řešitelů, tj. s bodovým ziskem alespoň 50 %, kategorie A bylo pozváno na první týdenní teoretické přípravné soustředění před Mezinárodní chemickou olympiádou. Z nich osm se kvalifikuje pro druhé praktické soustředění, po jehož absolvování budou mít čtyři nejlepší možnost reprezentovat Českou republiku na 30. Mezinárodní chemické olympiádě v australském Melbourne.
Ústřední komise chemické olympiády děkuje oběma pohostinným městům a školám, všem sponzorům, učitelům soutěžících, autorům úloh, hodnotící komisi a zejména organizačnímu výboru v čele s Dr. J.Benešovou i všem ostatním, kteří svým nadšením a nezištným úsilím přispěli k vynikajícímu uspořádání 34.ústředního kola chemické olympiády.
František Zemánek