Chemie-Nobelpreis für computergestütztes Proteindesign und für die Vorhersage von Proteinstrukturen
Beim Nobelpreis für Chemie 2024 geht es um Proteine, die genialen chemischen Werkzeuge des Lebens
Die Königlich Schwedische Akademie der Wissenschaften hat beschlossen, den Nobelpreis für Chemie 2024 zur einen Hälfte an David Baker (University of Washington, Seattle, WA, USA) "für computergestütztes Proteindesign" und zur anderen Hälfte gemeinsam an Demis Hassabis (Google DeepMind, London, UK) John M. Jumper Google DeepMind, London, UK "für die Vorhersage von Proteinstrukturen" zu verleihen
Sie haben den Code für die erstaunlichen Strukturen von Proteinen geknackt
Beim Nobelpreis für Chemie 2024 geht es um Proteine, die genialen chemischen Werkzeuge des Lebens. David Baker ist das fast unmögliche Kunststück gelungen, völlig neue Arten von Proteinen zu bauen. Demis Hassabis und John Jumper haben ein KI-Modell entwickelt, um ein 50 Jahre altes Problem zu lösen: die Vorhersage der komplexen Strukturen von Proteinen. Diese Entdeckungen bergen ein enormes Potenzial.
Die Vielfalt des Lebens zeugt von der erstaunlichen Fähigkeit der Proteine als chemische Werkzeuge. Sie kontrollieren und steuern alle chemischen Reaktionen, die zusammen die Grundlage des Lebens bilden. Proteine fungieren auch als Hormone, Signalstoffe, Antikörper und Bausteine der verschiedenen Gewebe.
"Eine der Entdeckungen, die in diesem Jahr ausgezeichnet werden, betrifft den Bau spektakulärer Proteine. Bei der anderen geht es um die Erfüllung eines 50 Jahre alten Traums: die Vorhersage von Proteinstrukturen anhand ihrer Aminosäuresequenzen. Beide Entdeckungen eröffnen enorme Möglichkeiten", sagt Heiner Linke, Vorsitzender des Nobelkomitees für Chemie.
Proteine bestehen im Allgemeinen aus 20 verschiedenen Aminosäuren, die man als Bausteine des Lebens bezeichnen kann. Im Jahr 2003 gelang es David Baker, aus diesen Bausteinen ein neues Protein zu entwerfen, das sich von allen anderen Proteinen unterscheidet. Seitdem hat seine Forschungsgruppe eine fantasievolle Proteinkreation nach der anderen hervorgebracht, darunter Proteine, die als Arzneimittel, Impfstoffe, Nanomaterialien und winzige Sensoren verwendet werden können.
Die zweite Entdeckung betrifft die Vorhersage von Proteinstrukturen. In Proteinen sind Aminosäuren in langen Strängen miteinander verbunden, die sich zu einer dreidimensionalen Struktur zusammenfalten, die für die Funktion des Proteins entscheidend ist. Seit den 1970er Jahren hatten Forscher versucht, Proteinstrukturen aus Aminosäuresequenzen vorherzusagen, was sich jedoch als äußerst schwierig erwies. Vor vier Jahren gelang jedoch ein verblüffender Durchbruch.
Im Jahr 2020 stellten Demis Hassabis und John Jumper ein KI-Modell namens AlphaFold2 vor. Mit seiner Hilfe konnten sie die Struktur von praktisch allen 200 Millionen Proteinen vorhersagen, die Forscher identifiziert haben. Seit ihrem Durchbruch wurde AlphaFold2 von mehr als zwei Millionen Menschen aus 190 Ländern genutzt. Neben einer Vielzahl wissenschaftlicher Anwendungen können Forscher nun Antibiotikaresistenzen besser verstehen und Bilder von Enzymen erstellen, die Plastik zersetzen können.
Ohne Proteine könnte das Leben nicht existieren. Dass wir nun Proteinstrukturen vorhersagen und unsere eigenen Proteine entwerfen können, ist der größte Nutzen für die Menschheit.
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