计算结构生物学加冕2013年诺贝尔化学奖

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根据诺贝尔奖委员会网站消息，2013 年诺贝尔化学奖（The Nobel Prize in Chemistry）于北京时间 9 日 17 时 45 分揭晓，美国三位科学家马丁·卡普拉斯（Martin Karplus）、迈克尔·莱维特（Michael Levitt）和亚利耶·瓦谢尔（Arieh Warshel）获奖。获奖理由是“为复杂化学系统创立了多尺度模型”，该研究把计算机模型应用于化学研究，开拓了崭新研究领域。

瑞典皇家科学院（Royal Swedish Academy of Sciences）表示，科学家们“将化学实验带进了网络空间中”。

得主简介

2013年诺贝尔化学奖揭晓

Martin Karplus，美国和奥地利公民。1930年出生于奥地利维也纳。1953年从美国加州理工学院获得博士学位。美国哈佛大学荣誉退休教授。

Michael Levitt，美国和英国公民。1947年出生于南非比勒陀利亚。1971年从英国剑桥大学获得博士学位。目前为美国斯坦福大学医学院教授。

Arieh Warshel，美国和以色列公民。1940年出生于以色列Kibbutz Sde-Nahum。1969年从以色列魏茨曼科学研究所获得博士学位。目前为美国南加州大学教授。

计算机——原子世界里你的维吉尔（Virgil）

化学家们曾用塑料的球和棍来搭建分子模型。而到今天，建模这一工作变成了在电脑中进行。上个世纪70年代，Martin Karplus，Michael Levitt和Arieh Warshel就为研发了解和预测化学过程的强有力的电脑程序而奠定了基础。对今天的大部分化学研究进展而言，反映真实世界的计算机模型起到了极其关键的作用。

化学反应是瞬间发生的。在不到毫秒的时间里，电子从一个原子核跳向另一个原子核。经典化学很难捕捉到这一瞬间；用实验方法来记录化学过程中的每一步是不可能办到的。此次获奖的科学家们所提出的方法能让科研人员通过计算机来解开化学反应过程的神秘面纱，比如废气的催化提纯或者绿叶的光合作用。

Karplus，Levitt和Warshel的研究是突破性的，因为他们成功地让牛顿经典物理学与截然不同的量子物理学齐头并进。在此之前，化学家们在研究中只能两者之间选其一。经典物理学的优势在于计算简便，可适用于大分子模型。而其劣势则在于，无法模拟化学反应过程。这使得化学家只好选择量子物理学，但却需要海量的计算能力而最终不得不应用在小分子身上。

今年的三位获奖者则取其两者之精华，设计出了适用于经典和量子物理学的方法。例如，在模拟药物如何与身体内的目标蛋白耦合时，计算机能够对目标蛋白中那些与药物产生作用的原子采用量子物理学计算方法，而对蛋白质中剩下的部分则可以采用要求不那么高的经典物理学方法。

对于今天的化学家来说，计算机就像试管一样重要。模拟过程是如此的真实以至于传统实验的结果也能被计算机预测出来。

数读

104 在 1901 到 2012 年间，共有 104 位科学家被授予诺贝尔化学奖；

63 历年诺贝尔化学奖中有多达 63 次被授予单一获奖者；

4 目前只有 4 位女性科学家获得了诺贝尔化学奖；

1 弗雷德里克·桑格是唯一一位两次获得诺贝尔化学奖的科学家，他在 1958 年与 1980 年被授予该奖；

35 最年轻的诺贝尔化学奖获奖者为 35 岁，他是弗雷德里克·约里奥，他在 1935 年被授予该奖；

85 最年长的诺贝尔化学奖获奖者时年 85 岁，他是约翰·B·芬恩，他在 2002 年被授予该奖；

57 诺贝尔诺贝尔化学奖获奖者获奖时的平均年龄是 57 岁。

诺贝尔化学奖不“化学”

进入新世纪，2000 至 2012 年间颁发的诺贝尔化学奖中有 7 次被分子生物学领域的科学家们“抢走”（如下表所示），所以它又被戏称为“诺贝尔分子生物学奖”。

表：新千年诺贝尔化学奖获奖原因
年份         获奖原因
2000年         “发现和发展了导电聚合物”
2001年         “对手性催化氢化反应的研究”
2002年         “发展了对生物大分子进行鉴定和结构分析的方法，建立了软解析电离法对生物大分子进行质谱分析”
2003年         “对细胞膜中的离子通道的研究，发现了水通道”
2004年         “发现了泛素介导的蛋白质降解”
2005年         “发展了有机合成中的复分解法”
2006年         “对真核转录的分子基础的研究”
2007年         “对固体表面化学进程的研究”
2008年         “发现和改造了绿色荧光蛋白（GFP）”
2009年         “对核糖体结构和功能方面的研究”
2010年         “对有机合成中钯催化偶联反应的研究”
2011年         “准晶体的发现”
2012年         “对G蛋白偶联受体的研究”