Sciam


Clique e assine Sciam
Notícias

Nobel de Química 2013 vai para modelagem de reações

Pesquisas demonstram interações químicas e facilitam design de medicamentos

Laboratório Nacional Oak Ridge
Química quântica em funcionamento: modelo computadorizado de um estado transitório de uma reação química mediada por uma ligação de hidrogênio.

 
Por David Biello

O que realmente se passa na escala atômica quando dois elementos reagem? O Prêmio Nobel de Química 2013 foi conferido a três químicos teóricos que desenvolveram um método para computadores modelarem e preverem como essas reações ocorrem. Os laureados foram Martin Karplus da Harvard University e da Universidade de Estrasburgo, na França; Michael Levitt, da Stanford University School of Medicine e Arieh Warshel da University of Southern California — ou, como o Comitê Nobel sumarizou ao entregar o prêmio, “para o desenvolvimento de modelos multiescala para complexos sistemas químicos”.

O segredo foi a física. Mais especificamente, encontrar um modo de empregar tanto a compreensão da mecânica quântica de átomos individuais na área mais crítica de uma molécula (o que requer uma grande potência computacional) como a mecânica clássica, mais simples e fácil de calcular, para desenvolver o resto do sistema. Essa combinação permite que um computador modele muito detalhadamente, por exemplo, o catalisador de uma enzima em particular à medida que os elétrons saltam da órbita de um núcleo para outro durante a formação de ligações químicas, possibilitando ao mesmo tempo os cálculos mais simples para o resto da molécula complexa.

“É como ver o relógio e se perguntar como ele funciona”, declarou Warshel via telefone durante a coletiva de imprensa de apresentação do prêmio. “O que desenvolvemos é um meio que requer que um computador trabalhe com a estrutura de uma proteína para finalmente entendermos exatamente como ele faz o que faz”. Essa compreensão de como as coisas funcionam, por exemplo, pode então ser aplicada para “desenvolver medicamentos ou, como no meu caso, para satisfazer a curiosidade”. Em outras palavras: químicos não estão mais restritos a fazer experimentos só no laboratório; agora eles também podem experimentar no ciberespaço.

Esse tipo de modelação teórica já está sendo amplamente utilizado na indústria farmacêutica, ajudando a projetar como um medicamento agirá. Ela também é empregada para ajudar a desvendar os segredos de fotossíntese, a transformação química do dióxido de carbono em carboidratos usando apenas a energia fornecida pela luz solar. Uma compreensão melhor dessa reação química, e das moléculas envolvidas, que no fim das contas possibilitam a maior parte da vida na Terra, poderia ajudar a fornecer energia limpa e abundante para fins humanos. Levitt, por exemplo, gostaria de um dia poder simular um organismo vivo completo ao nível molecular.

 

No arquivo digital Scientific American Digital, em inglês:  

Simulating Water and the Molecules of Life por Mark Gerstein e Michael Levitt, novembro de 1998

 Se você tem uma assinatura institucional:

 The Dynamics of Proteins por Martin Karplus e J. Andrew McCammon, abril de 1986