Kungl. Vetenskapsakademien har beslutat utdela Nobelpriset i kemi 2013 till Martin Karplus, Université de Strasbourg, Frankrike och Harvard University, Cambridge, MA, USA Michael Levitt, Stanford University School of Medicine, Stanford, CA, USA och Arieh Warshel, University of Southern California,Los Angeles, CA, USA
”för utvecklandet av flerskalemodeller för komplexa kemiska system”
Datorn – visar vägen i atomernas värld
Förr använde kemister plastkulor och pinnar när de byggde sina molekylmodeller. Idag har modellerandet flyttat in i datorer. Martin Karplus, Michael Levitt och Arieh Warshel lade på 1970-talet grunden till de kraftfulla program som numera används för att förstå och förutspå kemiska förlopp. Verklighetstrogna datormodeller har blivit avgörande för de flesta framsteg som görs inom kemin.
Kemiska reaktioner sker blixtsnabbt. Inom loppet av en bråkdels millisekund hoppar elektroner från en atomkärna till en annan. Klassisk kemi har svårt att hänga med i det tempot; det är i princip omöjligt att experimentellt kartlägga varje litet steg i ett kemiskt förlopp. Med hjälp av de metoder som nu belönas med Nobelpriset i kemi, låter forskare istället datorer åskådliggöra kemiska händelser, såsom avgasrening med katalysatorer eller fotosyntesen i gröna blad.
Martin Karplus, Michael Levitts och Arieh Warshels arbeten var banbrytande eftersom de lyckades få Newtons klassiska fysikaliska lagar att samarbeta med den fundamentalt annorlunda kvantfysiken. Tidigare hade kemister ställts inför valet att använda antingen eller. Den klassiska fysikens styrka var att beräkningarna var enkla och gick att använda för att modellera riktigt stora molekyler. Begränsningen var att de inte klarade av att simulera kemiska reaktioner. Den som ville följa ett förlopp, fick istället använda kvantfysiken. Men dessa beräkningar krävde en enorm datorkraft och gick därför bara att använda på små molekyler.
Årets Nobelpristagare i kemi tog det bästa av de två världarna och utarbetade metoder som nyttjar både klassisk fysik och kvantfysik. I en simulering av hur ett läkemedel kopplar till sitt målprotein i kroppen, låter en kemist numera datorn räkna med kvantfysik på de atomer i målproteinet som växelverkar med läkemedlet. Resten av det stora proteinet får datorn istället behandla med mindre krävande klassisk fysik.
Idag är datorn ett lika viktigt experimentellt verktyg för kemister som provröret. Simuleringar är så verklighetstrogna att de till och med kan förutspå utfallet av traditionella experiment.
Martin Karplus, amerikansk och österrikisk medborgare. Född 1930 (83 år) i Wien, Österrike. Fil.dr 1953 vid California Institute of Technology, CA, USA. Professeur Conventionné, Université de Strasbourg, Frankrike och Theodore William Richards Professor of Chemistry, emeritus, Harvard University, Cambridge, MA, USA.
Michael Levitt, amerikansk, brittisk och israelisk medborgare. Född 1947 (66 år) i Pretoria, Sydafrika. Fil.dr 1971 vid University of Cambridge, Storbritannien. Robert W. and Vivian K. Cahill Professor in Cancer Research, Stanford University School of Medicine, Stanford, CA, USA.
Arieh Warshel, amerikansk och israelisk medborgare. Född 1940 (72 år) i Kibbutz Sde-Nahum, Israel. Fil.dr 1969 vid Weizmann Institute of Science, Rehovot, Israel. Distinguished Professor, University of Southern California, Los Angeles, CA, USA.
Prissumma: 8 miljoner svenska kronor, delas lika mellan pristagarna.
Dokument
Populärvetenskaplig information
Mer information
Pristagarna
Martin Karplus, Harvard University
Michael Levitt, Stanford University School of Medicine
Arieh Warshel, University of Southern California
Artiklar
Levitt, M. (2001) The birth of computational structural biology, Nature structural biology 8:392–393.
Karplus, M. (2006) Spinach on the Ceiling: A Theoretical Chemist’s Return to Biology, Annu. Rev. Biophys. Biomol. Struct. 35: 1–47.
Johnson, P. (2012) Warshel Fêted by Royal Society of Chemistry