科技日報記者 劉霞
當地時間10月9日，瑞典皇家科學院揭曉了2024年諾貝爾化學獎的歸屬。美國華盛頓大學科學家戴維·貝克因在“計算蛋白質設計”方面的貢獻，榮獲該獎項一半的獎金；另一半獎金則由谷歌“深度思維”公司創(chuàng)始人、英國科學家戴密斯·哈薩比斯和該公司美國科學家約翰·喬普共享，以表彰他們在“蛋白質結構預測”方面做出的成就。
諾貝爾化學獎委員會主席海納·林克指出，今年的諾貝爾化學獎如同“雙花并蒂”！他們一方面構建出全新蛋白質結構；另一方面則基于氨基酸序列實現蛋白質結構預測。這兩項科學突破，攜手開辟出巨大的可能性！
全新蛋白質的奇妙構建
2024年諾貝爾化學獎“花落”蛋白質，是因為蛋白質對生命至關重要。沒有蛋白質，生命就不可能存在。
蛋白質如同生命體內的“能工巧匠”，以其獨特的化學能力，編織出生命的多樣性與復雜性。它們掌控并驅動生命體內所有的化學反應，這些反應共同構筑了生命的宏偉藍圖。同時，蛋白質可謂“千面女郎”，扮演著激素、信號物質、抗體以及身體組織構建者等多種角色。
蛋白質通常由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，貝克利用“積木”，成功創(chuàng)造出一種前所未有的新蛋白質，開啟了構建全新蛋白質的大門。
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。這些蛋白質正在藥物、疫苗、納米材料和微型傳感器等多個領域“大展拳腳”。
精準預測蛋白質結構
在蛋白質的世界里，氨基酸以長鏈的形式相連，折疊成復雜的三維結構，這些結構對蛋白質的功能至關重要。
自20世紀70年代以來，科學家一直致力于根據氨基酸序列預測蛋白質結構，但這是一項極其艱巨的任務。因為有些氨基酸和其他氨基酸相互吸引、相互作用；有些氨基酸則具有疏水性。而且氨基酸鏈形成了復雜的形狀，使精準確定蛋白質結構難上加難。
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家心頭50年的難題帶來轉機！
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，科學家們已經能夠預測2億多種蛋白質的結構。
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。這一模型的應用使研究人員能夠更深入地研究抗生素的耐藥性，并設計出能分解塑料的酶。
科學家們現在能夠預測蛋白質的結構，并設計全新的蛋白質，這是科學賜予人類最美好的禮物之一。
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