Wczoraj w Sztokholmie Komitet Noblowski ogłosił, że Nagrodę Nobla w dziedzinie chemii otrzymali: Martin Karplus, Michael Levitt i Arieh Warshel za “opracowanie modeli złożonych systemów chemicznych”. Czytaj więcej!
„Wszyscy trzej laureaci zajmowali się tworzeniem komputerowych modeli różnych cząsteczek, od małych cząsteczek chemicznych i makrocząsteczek biologicznych do białek i kwasów nukleinowych. Te modele łączyły ze sobą opis fizyczny, chemiczny i statystyczny. Badania noblistów umożliwiły wgląd w architekturę i dynamikę cząsteczek, a przede wszystkim w to, jak one działają podczas reakcji chemicznych” – powiedział prof. Janusz Bujnicki, kierownik Laboratorium Bioinformatyki i Inżynierii Białka z Międzynarodowego Instytutu Biologii Molekularnej i Komórkowej w Warszawie oraz pracownik Wydziału Biologii Uniwersytetu im. Adama Mickiewicza w Poznaniu.
Badania tegorocznych noblistów mają zastosowanie przy projektowaniu nowych leków. Jak wyjaśnił prof. Bujnicki, przydają się też w tworzeniu nowych biokatalizatorów, czyli projektowaniu enzymów, umożliwiających przeprowadzenie reakcji niemożliwych dotąd do przeprowadzenia. To z kolei przydaje się do tworzenia nowych substancji.
„Projektowanie nowych leków może polegać na tym, że w komputerze tworzy się obraz struktury chemicznej nowej cząsteczki. By ta cząsteczka trafiła jako lek na półki, trzeba ją zsyntetyzować – wytworzyć chemicznie. Niektóre cząsteczki, są bardzo trudne do zsyntetyzowania w laboratorium. Tę syntezę można przeprowadzić tworząc biokatalizatory, które ułatwią przeprowadzenie takiej reakcji” – wyjaśnił.
Katalizatory mają zastosowanie nie tylko w medycynie, ale najróżniejszych dziedzinach życia. „Banalnym przykładem mogą być proszki do prania, w których enzymy rozkładają związki chemiczne tworzące brud i umożliwiają skuteczne pranie w niskich temperaturach” – powiedział.
Analizy złożonych procesów chemicznych są bardzo trudne do uchwycenia doświadczalnego w laboratorium – wyjaśnił prof. Bujnicki. Zdaniem uczonego badania noblistów były bardzo ważne, bo poprzez wprowadzenie wielopoziomowego modelowania komputerowego do opisu złożonych procesów, takich jak katalizowanie reakcji chemicznych przez enzymy, umożliwiły zobaczenie i lepsze zrozumienie całego złożonego procesu fizyko-chemicznego. „Modelowanie pozwala zobaczyć, w jaki sposób atomy mogą się przemieszczać, łączyć i rozłączać podczas przebiegu konkretnej reakcji chemicznej. Pozwalają np. przyjrzeć się w szczegółach takim procesom, które są tak szybkie, że nie można ich dokładnie zmierzyć w badaniach doświadczalnych” – powiedział.
Naukowiec, który zmierzy poszczególne aspekty reakcji chemicznej, może użyć metody komputerowej, by stworzyć taki syntetyczny obraz całego procesu. „To tak, jak w zadaniu, by połączyć punkty i stworzyć z nich rysunek. Badania doświadczalne dostarczają najwyżej takich pojedynczych punktów. Za pomocą symulacji komputerowej można ustalić, w jaki sposób te punkty najlepiej połączyć, by powstał rysunek, który wyjaśnia sens badanego zjawiska” – wyjaśnił prof. Bujnicki.