Nobel de Química: modelos computacionales de estructuras complejas

CONICET/DICYT Este año el Premio Nobel en Química fue otorgado a Martin Karplus, Michael
Levitt y Arieh Warshel, por el “desarrollo de modelos multiescala para sistemas químicos complejos”, según anunció la Fundación Nobel en su página web.

El científico argentino Alejandro Vila – doctor en química, investigador superior del CONICET y Director del Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario (IBR, CONICET-UNR) – comentó: “los métodos diseñados por Karplus, Levitt y Warshel son la base del trabajo actual en programas de simulación de estructuras de moléculas biológicas”.

¿Cuál es la relevancia de la contribución hecha por estos tres científicos?

Karplus hizo muchos avances en los métodos para la simulación y modelado de la estructura de las proteínas. Luego Warshel utilizó esos métodos para explicar cómo funcionan las enzimas. Por su parte, Levitt, además de desarrollar métodos, estudió el plegamiento de las proteínas. El reenfoque de ellos tres fue dar una solución a un escollo de la química y la bioinformática computacional: lograron combinar el rigor de la física cuántica con métodos más simplificados en un modelo de simulación que permite describir la realidad de moléculas biológicas y proteínas con extrema precisión y rapidez.

¿Cómo se trabajaba en química antes de estos avances?

Anteriormente trabajar con métodos puros de la física cuántica hacía imposible observar cómo se forman las proteínas, cuál es su estructura o cómo interactúan en sistemas biológicos, que son grandes y complejos. Entonces fue necesario desarrollar un enfoque intermedio, más simplificado pero acorde a la realidad.

¿En qué campos del conocimiento pueden impactar estos avances?

Los métodos desarrollados previamente por Karplus, Levitt y Warshel son utilizados diariamente en el diseño de fármacos, o en el estudio del funcionamiento de proteínas en la célula, entre otras cosas, ya que permiten simular objetos que no son observables por métodos directos experimentales. Por ejemplo, aquí en el IBR para resolver estructuras de proteínas con resonancia magnética nuclear usamos el programa y los conceptos desarrollados por Karplus hace casi veinte años.