El investigador austríaco Martin Karplus, Profesor de la Universidad de Strasbourg, Francia y Profesor Emérito de la Universidad de Harvard, USA, el sudafricano Michael Levitt, Profesor de la Universidad de Stanford, USA, y el israelí Arieh Warshel, Profesor de la Universidad del Sur de California, USA, son los ganadores del Premio Nobel de Química 2013.
En la década de los 70 los investigadores premiados sentaron las bases de los potentes programas que son empleados para comprender los procesos químicos que tienen lugar en la vida real. Como resalta la Real Academia de Ciencias de Suecia, “hoy en día el ordenador es tan importante para un químico como un tubo de ensayo”. Estos modelos informáticos se han convertido en uno de los avances más cruciales para la química del siglo XXI.
Desde el punto de vista de la Química Computacional, a pesar del impresionante avance en software y hardware, el estudio teórico de sistemas compuestos por un elevado número de átomos, como es el caso de las enzimas, presenta ciertas dificultades. Una buena descripción de un proceso químico debe de incorporar la interacción entre el subsistema reactivo y los alrededores, bien sea un disolvente polar (normalmente agua) o el entorno proteico creado por una enzima. De entre todos los modelos propuestos, la aproximación que ha tenido mayor aceptación ha sido la metodología híbrida mecánica cuántica/mecánica molecular (QM/MM), la cual fue inicialmente formulada por los investigadores galardonados.
Esta metodología se basa en la descripción de la parte reactiva mediante métodos mecánico cuánticos, QM, mientras que el entorno, que constituye la parte que consumiría mayores recursos computacionales, se describe con campos de fuerza de la mecánica molecular, MM. Con este tratamiento se aprovecha la calidad del tratamiento mecánico cuántico para describir la parte reactiva del sistema y la eficiencia computacional de la mecánica clásica para el disolvente o el resto de la proteína.
Por tanto, el mecanismo de una reacción muy compleja que tiene lugar en un sistema con un elevado número de átomos puede seguirse paso a paso con detalle mediante programas computacionales como si de una película se tratase.
Mediante esta metodología, los investigadores son capaces de comprender las reacciones químicas que pueden tener lugar en los sistemas biológicos, y así poder diseñar nuevos y potentes fármacos para poder combatir enfermedades tales como el Parkinson, Alzheimer o cáncer.
Cabe destacar que la Dr. Maite Roca, miembro del Departamento de Química Física de la Universidad de Valencia, realizó su estancia postdoctoral en la Universidad del Sur de California, Los Angeles, USA, bajo la dirección de uno de los premiados, Prof. Arieh Warshel, entre los años 2006-2008. Durante su estancia, tuvo el privilegio de aprender nuevas técnicas computacionales para poder realizar un diseño de enzimas asistido por ordenador o diseño de nuevos inhibidores como fármacos. Los resultados obtenidos fueron publicados en revistas internacionales con alto índice de impacto y fueron presentados en varios congresos internacionales prestigiosos como comunicación oral o póster. Además, al final de su estancia fue galardonada con el premio “The 2008 Arthur Adamson Postdoctoral Recognition Award” por su excelente e innovadora investigación postdoctoral.
