Нобелевскую премию по химии 2024 года получили американский ученый Дэйвид Бейкер (David Baker) и британцы Демис Хассабис (Demis Hassabis) и Джон Джампер (John Jumper), работающие на компанию Google. Эти исследователи разработали вычислительные модели, которые позволяют с высокой точностью рассчитывать структуру белков, сообщает Нобелевский комитет.
Сегодня благодаря их методам можно с точностью представить структуру почти всех известных белков, а также создавать новые белки с желаемыми характеристиками. Бейкер был удостоен премии за создание таких синтетических белков, что ему удалось еще несколько лет назад с менее совершенной компьютерной моделью.
Белки играют ключевую роль в биохимических процессах организма, выступая в роли гормонов, антител, рецепторов и структурных компонентов клеток. Они состоят из последовательностей 20 различных аминокислот, которые складываются в уникальные трехмерные структуры. Именно эта 3D-структура определяет функциональные свойства белков. Без нее они не могли бы выполнять свои биологические функции.
Долгое время определение структуры белков было сложным процессом, требующим кристаллизации белка и анализа его структуры с помощью рентгеновской кристаллографии, которая была удостоена Нобелевской премии по химии еще в 1962 году. Этот метод был очень трудоемким и не всегда успешным.
Однако нынешние лауреаты премии сделали революционный шаг, разработав компьютерные технологии, позволяющие точно предсказывать трехмерную структуру белков, опираясь лишь на их аминокислотную последовательность. Прорыв в этом направлении совершили Демис Хассабис и Джон Джампер четыре года назад, когда они представили модель AlphaFold2, созданную Google DeepMind. Эта модель способна предсказывать структуру практически всех из 200 миллионов известных белков с невероятной точностью.
AlphaFold2 стала глобальным инструментом для изучения белков и их функций. Это позволило ученым лучше понять механизмы антибиотикорезистентности и разработать новые ферменты, способные разлагать пластик.
"Эти достижения открывают перед учеными новые возможности, в том числе в создании лекарств и экологически чистых технологий", — отмечает Нобелевский комитет.
Другую часть премии получил молекулярный биолог Дэвид Бейкер, который еще в 2003 году создал первое синтетическое белковое соединение под названием Top7, используя компьютерные модели. Этот белок был построен не по генетическому коду, а по собственной схеме, разработанной ученым. С тех пор его команда разработала множество новых белков, которые нашли применение в медицине, нанотехнологиях и т. д.
Эти открытия позволяют создавать белки с заданными свойствами, что может привести к созданию экологически чистых технологий в химической промышленности. Синтетические белки могут стать катализаторами, использующимися в различных химических реакциях.
"Нобелевская премия по химии 2024 года — это про глубокое понимание и управление белками на новом уровне", — подытожил Нобелевский комитет.
фото: Tadeu Timótio