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他们破译了蛋白质复杂结构的密码!解读2024年诺贝尔化学奖
2024-10-11 “科技日报”微信公众号

  当地时间10月9日,瑞典皇家科学院揭晓了2024年诺贝尔化学奖的归属。美国华盛顿大学科学家戴维-贝克因在“计算蛋白质设计”方面的贡献,荣获该奖项一半的奖金;另一半奖金则由谷歌“深度思维”公司创始人、英国科学家戴密斯-哈萨比斯和该公司美国科学家约翰-乔普共享,以表彰他们在“蛋白质结构预测”方面做出的成就。

图片来源:诺贝尔奖委员会官网

  诺贝尔化学奖委员会主席海纳-林克指出,今年的诺贝尔化学奖如同“双花并蒂”!他们一方面构建出全新蛋白质结构;另一方面则基于氨基酸序列实现蛋白质结构预测。这两项科学突破,携手开辟出巨大的可能性!

  全新蛋白质的奇妙构建

  2024年诺贝尔化学奖“花落”蛋白质,是因为蛋白质对生命至关重要。没有蛋白质,生命就不可能存在。

  蛋白质如同生命体内的“能工巧匠”,以其独特的化学能力,编织出生命的多样性与复杂性。它们掌控并驱动生命体内所有的化学反应,这些反应共同构筑了生命的宏伟蓝图。同时,蛋白质可谓“千面女郎”,扮演着激素、信号物质、抗体以及身体组织构建者等多种角色。

  蛋白质通常由20种不同的氨基酸组成,这些氨基酸如同组成生命的“积木”。2003年,贝克利用“积木”,成功创造出一种前所未有的新蛋白质,开启了构建全新蛋白质的大门。

  此后,贝克的研究小组不断发挥创意,创造出一系列富有想象力的蛋白质。这些蛋白质正在药物、疫苗、纳米材料和微型传感器等多个领域“大展拳脚”。

  精准预测蛋白质结构

  在蛋白质的世界里,氨基酸以长链的形式相连,折叠成复杂的三维结构,这些结构对蛋白质的功能至关重要。

使用“阿尔法折叠2”确定蛋白质结构。图片来源:诺贝尔奖委员会官网

  人工智能(AI)模型“阿尔法折叠2”的横空出世,为解决这一萦绕在科学家心头50年的难题带来转机!

  2020年,哈萨比斯和乔普研制出“阿尔法折叠2”。在该模型的帮助下,科学家们已经能够预测2亿多种蛋白质的结构。

  自问世以来,“阿尔法折叠2”已被来自190个国家和地区的200多万研究人员使用。这一模型的应用使研究人员能够更深入地研究抗生素的耐药性,并设计出能分解塑料的酶。

  科学家们现在能够预测蛋白质的结构,并设计全新的蛋白质,这是科学赐予人类最美好的礼物之一。

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