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PREMIO NOBEL 2013 PARA LOS PADRES DE LA QUIMICA COMPUTACIONAL
Tres científicos que trabajan en EE UU reciben el Premio Nobel de Química 2013 por el desarrollo, en los años setenta, de la química computacional avanzada que permite simular en ordenadores reacciones químicas complejas, incluso sistemas biológicos. Martin Karplus, Michael Levitt y Arieh Warshl, químicos teóricos, “sentaron lasbases de los potentes programas que se utilizan para comprender y predecir los procesos químicos”, destaca la Real Academia Sueca de Ciencias, que añade: “Los modelos de ordenador que imitan la vida real son cruciales para la mayoría de los avances de la química actual”.
Estos modelos avanzados que ellos empezaron a crear hace 40 años “son herramientas que permiten predecir la realidad, si unareacción va a ocurrir o no… incluso se utilizan para inventar materiales, o fármacos con propiedades nuevas”, comenta el experto español Fernando Martín, profesor de la Universidad Autónoma de Madrid. También se utilizan estas potentes herramientas, como aplicación indirecta, para investigar, por ejemplo, cómo responden determinadas proteínas a contaminantes o a fármacos. “Actualmente estos modelos tienetal poder predictivo que puedes hacer experimentos de química en ordenador en lugar del laboratorio convencional”, añade Martín.
Los tres científicos galardonados tienen nacionalidad estadounidense, pero ninguno de ellos nació en su país de adopción: Karplus es austriaco de nacimiento (1930); el británico Levitt, nació en Suráfrica (1947) y Warshel, en Israel (1940). El primero es de laUniversidad de Estrasburgo (Francia) y de la de Harvard; Levitt, de la Universidad de Stanford y Warchel, de la Universidad de California del Sur en Los Ángeles.
Durante las reacciones químicas, que se producen en fracciones de milisegundo, los electrones saltan de un átomo a otro, lo que resultaba un reto difícil de abordar para la química clásica porque es virtualmente imposible cartografiarexperimentalmente cada pequeño salto en un proceso químico. “Con la ayuda de los métodos ahora premiados con el Nobel de Química, los científicos hicieron que los ordenadores desvelaran los procesos químicos, como una purificación catalítica de gases de combustión o la fotosíntesis en las hoja verdes”, continúa la Academia. “Los trabajos de Kurplus, Levitt y Warshel son fundamentales ya que lograron que lafísica clásica de Newton funcionase junto con la fundamentalmente diferente física cuántica”.
El primer paso en esta dirección lo dio Karplus, en la Universidad de Harvard, al que, en 1970, se unió Warshel, que había trabajado con Levitt en Israel, utilizando un potente ordenador para desarrollar un modelo basado en la física clásica que permitía modelizar todo tipo de moléculas, inclusomoléculas biológicas grandes. En Harvard, empezaron a desarrollar un nuevo tipo de programas y publicaron, en 1972, sus resultados: “Por primera vez alguien había logrado una colaboración química relevante entre la física clásica y la cuántica”, señala la Fundación Nobel. Dos años después, Warshel volvió a trabajar con Levitt con el objetivo de “desarrollar un programa que pudiera utilizarse para estudiarenzimas, proteínas que gobiernan y simplifican las reacciones químicas en los organismos vivos”. Lo lograron, en 1976, con la publicación del primer modelo computacional de una reacción enzimática.
Hasta las aportaciones fundamentales de los tres galardonados, los químicos tenían que elegir entre una u otra porque, mientras la primera, la física clásica, suponía hacer cálculos simples y podíautilizarse para modelizar grandes moléculas, su debilidad residía en que no permitía simular la dinámica de las reacciones químicas. Para esto los científicos tenían que recurrir a la física cuántica, pero entonces los cálculos exigían una gran potencia de cómputo y se podía hacer solo para modelos pequeños. “Los tres premiados en Química tomaron lo mejor de ambos mundos y concibieron métodos que...