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诺贝尔奖获得者将化学品从移液器转向编程

<p>2013年诺贝尔化学奖由昨天联合颁发给Martin Karplus,Michael Levitt和Arieh Warshel,用于开发化学家今天用于研究生物分子如何工作的基础计算机软件</p><p>虽然他们的获奖作品不是刻板的实验室工作,但他们(除其他外)彻底改变了我们对酶如何控制我们体内化学的理解</p><p>人体是一个大型化工厂</p><p>口腔中的唾液腺释放消化酶,帮助将食物分解成小分子</p><p>在胃和小肠中,我们食物中的碳水化合物,脂肪和蛋白质被分解成营养物质,如糖,氨基酸,脂肪酸,维生素和矿物质,并被吸收到血液中获取能量,或作为新组织的构建块</p><p>直到20世纪70年代,使用经典化学工具难以理解消化等化学过程</p><p>酶是大分子,具有数万个原子</p><p>即使你确实知道原子和离子如何相互定位,结构也不会告诉你这些原子和离子的作用</p><p>嵌入每种酶中的区域称为“活性位点”,其中发生化学反应</p><p>诸如水解(使用水的化学键分裂)之类的反应以闪电速度发生 - 电子从分子的一部分跳跃到另一部分,在几分之一毫秒内</p><p>这太快了,无法在试管中使用! 1974年,Karplus和Warshel开发了一种视网膜计算机模型,这是一种在视力中起重要作用的生物分子</p><p>为了展示视网膜如何帮助将光转换为电信号,他们找到了一种结合量子和经典物理计算的方法</p><p> Karplus和Warshel的模拟技术改变了我们对蛋白质的理解</p><p>我们现在知道蛋白质是柔韧的,而不是刚性的分子</p><p>蛋白质通过根据需要改变其形状和结构与其他分子相互作用</p><p>然后,Warshel和Levitt研究了如何通过结合量子和分子机械计算来模拟反应</p><p> 1976年,他们发表了第一个酶促反应的计算机化模型</p><p>他们模拟了溶菌酶,一种降解细菌细胞壁的酶,并发现了电荷效应对溶菌酶的重要性</p><p>这是科学家对酶催化理解的重要发展</p><p> Karplus,Levitt和Warshel的发现意味着在模拟化学反应时尺寸不再是问题,这些建模工具的优势在于它们是通用的 - 它们可用于研究从生物化学到材料的各种反应和工业化学</p><p>目前使用这种模型的一些研究人员包括:负责昆士兰大学理论与计算研究中心的Debra Bernhardt</p><p>她的团队最近模拟了纳米材料如何用于捕获和储存二氧化碳</p><p> Mark Biggs和他在阿德莱德大学的小组,他们利用分子动力学研究多孔材料中气体的扩散</p><p>他们的研究结果被用于开发新的药物输送材料</p><p>悉尼大学的Meredith Jordan正在开发量子力学模型来研究生物系统</p><p>她调查了控制我们神经系统反应的化学物质</p><p>今天,Martin Karplus在法国斯特拉斯堡大学和美国哈佛大学担任教授职位</p><p>他现在是世界各地儿童,孙子女和曾孙的骄傲“科学之父”,他们监督了200多名研究人员,他们继续领导自己的研究实验室</p><p> Michael Levitt是斯坦福大学癌症研究教授</p><p>在斯坦福大学医学院肯定有一周的诺贝尔荣耀 - 就在两天前,斯坦福大学的分子神经科学家ThomasSüdhof赢得了2013年诺贝尔医学奖</p><p>莱维特现在的目标是在分子尺度上模拟生物体</p><p> Arieh Warshel是洛杉矶南加州大学的化学教授</p><p>最近,他当选为美国科学促进会的成员</p><p>没有他们的贡献,

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