Készülnek a kvantumparfümök

Egy néhány éve született elmélet a mikrovilágot leíró kvantumfizikát is bevonta a szaglás mechanizmusának magyarázatába. Az elgondolás cáfolatára készült szakember számításai most megerősítették az elméleti lehetőséget.

Luca Turin amerikai biofizikus az 1990-es évek közepén vetette fel, hogy a szaglásban a szagmolekulák rezgésállapotai játszanak szerepet, és nem a molekulák alakja, ahogy azt a máig elfogadott elmélet tartja. A szakmai közvéleményt nem hozta lázba a merész elgondolás, gyakorlatilag nem vettek róla tudomást, még komolyabb bírálatra sem méltatták. Turin biztos volt igazában, Flexitral néven parfümök tervezésével, gyártásával foglalkozó céget alapított, ahol természetesen saját elméletét próbálta átültetni a gyakorlatba.

Az általánosan elfogadott nézet szerint az orrunkban lévő receptorokhoz kapcsolódó szagmolekulák alakja indítja el az agy felé a szaginformációt. Számos hasonló, a receptorokhoz kapcsolódó molekulákra épülő mechanizmus működik testünkben, így ismeri fel például az immunrendszer a behatoló idegen anyagokat, nyelvünk így érzékeli az ízeket.

A szaglás azonban nem illik bele pontosan ebbe a képbe. Azonos felépítésű, alakú molekulák nagyon eltérő szagélményt adnak, a kellemes illatú alkoholokhoz hasonló tiolok például záptojás szagot árasztanak. Ennek a fordítottja is igaz: nagyon eltérő szerkezetű molekulák azonos szagélményt adnak. A legmeglepőbb az izotópeffektusok szerepe: egyes állatok számára a kémiailag azonosan viselkedő, de tömegszámukban (az atommagban lévő neutronok számában) eltérő atomok (izotópok) más-más szagot adnak. Ezekre, az általános képbe nem illő megfigyelésekre keresett Turin magyarázatot.

Turin szerint a molekulák rezgésének hatására a receptor fehérjemolekuláiban egy elektron ugrik át kvantummechanikai alagúteffektussal a receptor két része között, és ez az elektron indítja el a szagjelet az agy felé. Az izotópeffektus ezzel rögtön érthetővé válik, hiszen a rezgési frekvenciák függenek az atom tömegétől. Ez a fizikai folyamat valóban létezik, a molekulák rezgését éppen erre építve tanulmányozzák. A kérdés az, hogy van-e tényleges szerepe a szaglásban.

Marshall Stoneham (Kaliforniai Egyetem, Los Angeles) Turin elméletével megismerkedve annak cáfolatára készült. Érdekes, de hihetetlen elgondolásnak tartotta, és hozzálátott az elmélet téves voltának bizonyításához. Munkatársaival végzett számításai azonban céljával ellentétes eredményre vezettek: a rangos Physical Review Letters hasábjain a közelmúltban közölt tanulmányukban lehetségesnek tartották Turin modelljét.

Két esetet hasonlítottak össze. Az egyik esetben kapcsolódik szagmolekula a receptorhoz, a másikban nem. Arra a kérdésre kerestek választ, hogy különbözik-e az elektronok átugrásának gyakorisága a két esetben. A receptorhoz kapcsolódott molekula esetében jelentősen nagyobbnak találták az átugrás gyakoriságát, tehát elméletileg lehetséges, hogy erre alapul a szagérzékelés. Stoneham szerint eredménye még nem bizonyítja Turin igazát, a végső szót megfelelő kísérletek elvégzése után lehet kimondani. Most azon gondolkodnak, milyen kísérletekkel lehetne ellenőrizni a számításokat.

Turin a Nature hírszolgálatának nyilatkozva vállalatának sikeréről számolt be. Az illatanyagok tervezésénél csak a molekulák számításokkal meghatározott rezgéseit veszik figyelembe. Állítása szerint a hagyományos módszerekkel dolgozó versenytársakhoz képest ők két nagyságrenddel, egy százas tényezővel nagyobb sikerrel munkálkodnak új illatanyagok létrehozásán.

Jéki László