La hidròlisi permet que les cèl·lules convertisquen l'energia emmagatzemada en energia utilitzable per poder dur a terme les funcions vitals. Comprendre millor aquest fenomen pot tenir aplicacions importants en branques com la medicina o la nutrició. Es tracta d'una reacció directament relacionada amb la principal molècula d'emmagatzematge i transferència d'energia en les cèl·lules, coneguda com a ATP.

El treball ha sigut desenvolupat pels investigadors del Departament de Química Física de la Universitat de València Adrián García-Martínez, J. Javier Ruiz-Pernía, Iñaki Tuñón i Kirill Zinovjev, juntament amb col·laboradors de l'École Normale Supérieure (París). Aquest estudi és pioner en l'ús d'intel·ligència artificial i simulacions moleculars d'alta precisió per a analitzar l'esmentada reacció bioquímica en l'aigua. En aquest sentit, s'han utilitzat tècniques basades en aprenentatge automàtic (machine learning), un vessant de la intel·ligència artificial que permet als ordinadors aprendre i prendre decisions a partir de les dades, sense que siguen programats explícitament per a cada tasca.

Gràcies a aquest innovador mètode d'estudi, l'equip ha pogut identificar diferents rutes microscòpiques i comprovar noves claus sobre com es trenca l'ATP, la molècula que subministra energia a la vida cel·lular. L'estratègia d'investigació ha permès “descriure la reacció amb una precisió pròxima a la quàntica i, al mateix temps, explorar moltes possibles trajectòries reactives, una cosa molt difícil d'aconseguir amb mètodes convencionals”, apunten.

Una de les troballes més rellevants és que la transferència de protons —partícules diminutes que es troben en els àtoms— no es produeix de manera directa entre els àtoms de la mateixa molècula, sinó a través de l'aigua de l'entorn. A més, l'estudi mostra que tant el procés que es genera amb els protons com la presència d'ions de magnesi afavoreixen la reacció, encara que el paper directe del magnesi sembla menor del que s'havia proposat fins ara.

El grup investigador assenyala que els resultats ajuden a resoldre un debat científic obert des de fa dècades i brinden una base més precisa per a comprendre la hidròlisi de les molècules encarregades d'emmagatzemar i proporcionar energia a la cèl·lula (ATP i GTP), un mecanisme central en enzims, motors moleculars i nombrosos fenòmens biològics.

A més, el treball posa en relleu el potencial de les eines d'intel·ligència artificial aplicades a la química per a estudiar reaccions complexes amb un nivell de detall molt precís. Aquesta línia d'investigació obri noves possibilitats per a explorar processos bioquímics essencials i millorar-ne la modelització a escala molecular.

Referència de l’article: García-Martínez, A., de la Puente, M., Cunin, M., Zinovjev, K., Ruiz-Pernía, J., Laage, D y Tuñón, I. (2026). “Protonation and magnesium ions shape the transition state diversity of phosphoanhydride hydrolysis in water”. Nature Communications. https://doi.org/10.1038/s41467-026-73697-7