10月9日，瑞典皇家科学院宣布了2024年诺贝尔化学奖的获奖者，该奖项由三位科学家共享。美国华盛顿大学的大卫·贝克因其在蛋白质设计领域的杰出贡献而荣获半数奖金；另一半奖金则由英国人工智能公司深度思维(DeepMind)的创始人丹米斯·哈萨比斯和该公司高级研究员约翰·乔普共同获得，以表彰他们在蛋白质结构预测领域的重大突破。

    蛋白质是生命的基石，也是维系生命活动的化学工具。多年来，化学家们一直渴望完全理解和掌握蛋白质的奥秘。如今，这一梦想已近在咫尺。贝克教授通过其研发的人工智能软件创造出前所未有的蛋白质，让这些蛋白质具备全新的功能。哈萨比斯和乔普则利用人工智能技术成功攻克了化学家们50多年来一直努力解决的难题—根据氨基酸序列预测蛋白质的三维结构。

    蛋白质的奥秘

    探索和创造全新的蛋白质，必须深入理解其结构。贝克、哈萨比斯和乔普的研究历程、原理和成果，为我们揭开了这一科学领域的新篇章。

    自19世纪以来，科学家已认识到蛋白质在生命过程中扮演着关键角色，而其功能多样性源于其独特的三维结构。蛋白质通常由数十至数千个氨基酸组成，这些氨基酸链的折叠方式赋予蛋白质多样化的形态和功能。

    20世纪50年代，英国剑桥大学的约翰·肯德鲁和马克斯·佩鲁茨利用X射线晶体学技术，成功揭示了世界上首个蛋白质的三维结构，并因此荣获1962年的诺贝尔化学奖。随后，美国科学家克里斯蒂安·安芬森通过化学方法使蛋白质展开后再重新折叠，发现蛋白质总能恢复到相同的结构。1961年，他得出结论：蛋白质的三维结构完全由其氨基酸序列决定，这一发现为他赢得了1972年的诺贝尔化学奖。

    然而，安芬森的结论也遭遇了挑战。1969年，美国分子生物学家利文索尔提出了著名的利文索尔悖论，指出由于蛋白质氨基酸链在未折叠状态下具有极大的自由度，理论上一个仅由100个氨基酸组成的蛋白质就可能拥有至少1047种不同的三维结构。如果氨基酸链是随机折叠的，找到正确结构的时间将远超宇宙的年龄。

    这一系列科学成就和理论探讨，为今年诺贝尔化学奖的获奖研究奠定了坚实的基础。科学家沿着氨基酸链折叠的线索不断探索，旨在实现仅通过已知的蛋白质氨基酸序列就能预测其三维结构的目标。如果该目标变为现实，科学家将不再依赖于复杂的X射线晶体学技术 ......