Stockholm, Swedia (Xinhua/Indonesia Window) – Angkat kedua tangan Anda. Keduanya tampak hampir identik dan merupakan bayangan cermin satu sama lain. Namun, bagaimanapun Anda memutarnya, tangan kiri Anda tidak akan pernah bisa tumpang tindih sempurna dengan tangan kanan Anda.

Banyak molekul berperilaku dengan cara yang sangat mirip. Karakteristik yang tampak sederhana ini menjadi inti dari Penghargaan Nobel Kimia 2026, yang dianugerahkan pada Rabu (7/10) kepada pakar kimia asal Prancis, Henri Kagan, dan pakar kimia asal Jepang, Kenso Soai, "berkat penemuan efek nonlinear dan autokatalisis dalam sintesis organik asimetris."

Karya mereka membantu menjawab sebuah pertanyaan yang telah membingungkan para pakar kimia selama lebih dari satu abad: Bagaimana caranya agar reaksi kimia dapat menghasilkan hanya satu ‘tangan’ molekuler, seperti halnya kimia kehidupan?

Mengapa molekul memiliki tangan ‘kiri’ dan ‘kanan’?

Beberapa molekul dapat ditemukan dalam dua bentuk yang memiliki komposisi kimia yang sama tetapi merupakan bayangan cermin satu sama lain. Para pakar kimia menyebut sifat ini sebagai kiralitas, dan kedua bentuk itu disebut enantiomer.

"Yang membuat kiralitas penting adalah bahwa kehidupan itu sendiri selektif tentang kiralitas molekuler," ujar Zou Xiaodong, anggota Komite Nobel Kimia, kepada Xinhua.

Asam amino, blok pembangun protein, dapat ditemukan dalam dua bentuk yang merupakan bayangan cermin satu sama lain, tetapi hanya satu dari kedua bentuk tersebut yang ditemukan dalam protein di sel-sel kita. Gula dalam DNA juga lebih memilih satu bentuk.

Para pakar kimia menyebutnya "homokiralitas", yang secara harfiah berarti "kiralitas yang sama".

Misteri itu bermula pada abad ke-19, ketika ilmuwan Prancis Louis Pasteur menemukan bahwa beberapa molekul dapat ditemukan dalam dua bentuk yang merupakan bayangan cermin satu sama lain.

Namun, ketika para pakar kimia kemudian mencoba membuat molekul semacam itu dalam reaksi biasa, mereka umumnya memperoleh jumlah yang hampir sama dari kedua bentuk tersebut.

Memecahkan misteri

Tantangannya adalah menemukan cara kimiawi yang dapat menghasilkan salah satu bayangan cermin sebagai produk dominan dibanding bayangan cermin lainnya.

Kagan mengambil langkah penting pada 1986. Para pakar kimia umumnya berasumsi bahwa jika suatu katalis mengandung proporsi tertentu dari satu ‘tangan’ molekuler, produknya akan menunjukkan proporsi yang kurang lebih sama. Dia menunjukkan bahwa hubungan ini dapat bersifat nonlinear. Ketidakseimbangan kecil pada katalis dapat menciptakan ketidakseimbangan yang jauh lebih besar pada produk.

Sederhananya, kimia dapat memperkuat preferensi yang awalnya sedikit.

Soai kemudian melangkah lebih jauh. Pada 1990-an, dia mengembangkan suatu reaksi di mana produk dapat membantu membuat lebih banyak salinan dirinya sendiri, sebuah proses yang dikenal sebagai autokatalisis.

Dalam satu eksperimen yang dilaporkan pada 1995, ketidakseimbangan awal yang hanya 2 persen meningkat menjadi 87 persen.

Pada 2003, Soai menunjukkan reaksi yang dapat dimulai tanpa preferensi kiral bawaan dan tetap akan berakhir dengan produk yang didominasi oleh satu bayangan cermin.

Oleh karena itu, perbedaan kecil yang muncul secara kebetulan dapat memperkuat dirinya sendiri berulang kali hingga satu ‘tangan’ molekuler mengambil alih hampir sepenuhnya.

Sederhananya, Kagan menunjukkan bagaimana preferensi kiral yang kecil dapat diperbesar, sementara Soai menunjukkan cara sebuah dominansi kecil dapat memperkuat dirinya sendiri melalui autokatalisis.

Komite Nobel menggambarkan reaksi Soai sebagai salah satu eksperimen kimia paling spektakuler yang pernah dilakukan.

Penemuan penting

Penemuan tersebut membantu menjelaskan bagaimana homokiralitas dapat muncul, tetapi pentingnya penemuan tersebut jauh melampaui teka-teki ilmiah yang telah berusia seabad.

Kiralitas sangat penting dalam pengembangan obat karena tubuh manusia itu sendiri bersifat kiral. Dua versi bayangan cermin dari molekul yang sama dapat berinteraksi secara sangat berbeda dengan protein dan target biologis lainnya.

"Molekul obat perlu disesuaikan dengan kiralitas tubuh manusia, seperti halnya sarung tangan kiri tidak bisa dipakai secara pas di tangan kanan," kata Zou. Berkat kemampuan untuk bisa memilih satu bentuk molekul, para pakar kimia dapat membuat obat-obatan secara lebih tepat dan mengurangi efek samping yang tidak diinginkan, imbuh Zou.

Prinsip yang sama juga penting dalam pembuatan bahan perisa, wewangian, bahan kimia pertanian, dan beberapa material canggih.

Penemuan efek nonlinear oleh Kagan juga memberi para pakar kimia cara baru untuk memahami dan mengoptimalkan reaksi asimetris, sementara Soai menunjukkan bagaimana perbedaan awal yang sangat kecil dapat diperbesar melalui proses penguatan mandiri.

Menurut Komite Nobel, itulah sebabnya Kagan dan Soai telah "membuat kimia mampu memilih salah satu bayangan cermin." 

Laporan: Redaksi