破译蛋白质复杂结构的密码！解读2024年诺贝尔化学奖

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！

01****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，贝克因用“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”。

02****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。

自20世纪70年代以来，科学家一直致力于根据氨基酸序列预测蛋白质结构，但这是一项极其艰巨的任务。因为有些氨基酸和其他氨基酸相互吸引、相互作用；有些氨基酸则具有疏水性。而且氨基酸链形成了复杂的形状，使精准确定蛋白质结构难上加难。

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。