當(dāng)?shù)貢r間10月9日，瑞典皇家科學(xué)院揭曉了2024年諾貝爾化學(xué)獎的歸屬。美國華盛頓大學(xué)科學(xué)家戴維·貝克因在“計(jì)算蛋白質(zhì)設(shè)計(jì)”方面的貢獻(xiàn)，榮獲該獎項(xiàng)一半的獎金；另一半獎金則由谷歌“深度思維”公司創(chuàng)始人、英國科學(xué)家戴密斯·哈薩比斯和該公司美國科學(xué)家約翰·喬普共享，以表彰他們在“蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測”方面做出的成就。

圖片來源：諾貝爾獎委員會官網(wǎng)

諾貝爾化學(xué)獎委員會主席海納·林克指出，今年的諾貝爾化學(xué)獎如同“雙花并蒂”！**他們一方面構(gòu)建出全新蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)；另一方面則基于氨基酸序列實(shí)現(xiàn)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測。**這兩項(xiàng)科學(xué)突破，攜手開辟出巨大的可能性！

01****全新蛋白質(zhì)的奇妙構(gòu)建
2024年諾貝爾化學(xué)獎“花落”蛋白質(zhì)，是因?yàn)榈鞍踪|(zhì)對生命至關(guān)重要。沒有蛋白質(zhì)，生命就不可能存在。

蛋白質(zhì)如同生命體內(nèi)的“能工巧匠”，以其獨(dú)特的化學(xué)能力，編織出生命的多樣性與復(fù)雜性。它們掌控并驅(qū)動生命體內(nèi)所有的化學(xué)反應(yīng)，這些反應(yīng)共同構(gòu)筑了生命的宏偉藍(lán)圖。同時，蛋白質(zhì)可謂“千面女郎”，扮演著激素、信號物質(zhì)、抗體以及身體組織構(gòu)建者等多種角色。

蛋白質(zhì)通常由20種不同的氨基酸組成，這些氨基酸如同組成生命的“積木”。2003年，貝克因用“積木”，成功創(chuàng)造出一種前所未有的新蛋白質(zhì)，開啟了構(gòu)建全新蛋白質(zhì)的大門。

此后，貝克的研究小組不斷發(fā)揮創(chuàng)意，創(chuàng)造出一系列富有想象力的蛋白質(zhì)。這些蛋白質(zhì)正在藥物、疫苗、納米材料和微型傳感器等多個領(lǐng)域“大展拳腳”。

02****精準(zhǔn)預(yù)測蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)
在蛋白質(zhì)的世界里，氨基酸以長鏈的形式相連，折疊成復(fù)雜的三維結(jié)構(gòu)，這些結(jié)構(gòu)對蛋白質(zhì)的功能至關(guān)重要。

自20世紀(jì)70年代以來，科學(xué)家一直致力于根據(jù)氨基酸序列預(yù)測蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)，但這是一項(xiàng)極其艱巨的任務(wù)。因?yàn)橛行┌被岷推渌被嵯嗷ノ⑾嗷プ饔茫挥行┌被釀t具有疏水性。而且氨基酸鏈形成了復(fù)雜的形狀，使精準(zhǔn)確定蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)難上加難。

使用“阿爾法折疊2”確定蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)。圖片來源：諾貝爾獎委員會官網(wǎng)

人工智能（AI）模型“阿爾法折疊2”的橫空出世，為解決這一縈繞在科學(xué)家心頭50年的難題帶來轉(zhuǎn)機(jī)！

2020年，哈薩比斯和喬普研制出“阿爾法折疊2”。在該模型的幫助下，科學(xué)家們已經(jīng)能夠預(yù)測2億多種蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)。

自問世以來，“阿爾法折疊2”已被來自190個國家和地區(qū)的200多萬研究人員使用。這一模型的應(yīng)用使研究人員能夠更深入地研究抗生素的耐藥性，并設(shè)計(jì)出能分解塑料的酶。

科學(xué)家們現(xiàn)在能夠預(yù)測蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)，并設(shè)計(jì)全新的蛋白質(zhì)，這是科學(xué)賜予人類最美好的禮物之一。

來源: 福建科普