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NOVIDADES
O Comitê Nobel atribuiu o Prêmio Nobel de Química a Martin Karplus, Michael Levitt e Arieh Warshel por seus trabalhos em modelagem de sistemas químicos complexos. Com este prêmio, que é a reunião da física quântica e da física clássica, hoje podemos compreender melhor as reações químicas.
 Os ganhadores do Prêmio Nobel de Química 2013 fizeram avançar a modelagem de moléculas, através do casamento das físicas clássica e quântica. A estrutura detalhada de uma cadeia polipeptídica (à esquerda) é simplificada, dando a cada resíduo de aminoácido um volume de interação (no centro). É esta estrutura, na forma de "colar de pérolas" (à direita), que é utilizada para simular o comportamento da molécula. Créditos: Nobel Media AB.
Quando se considera uma molécula em seu conjunto, a física clássica é amplamente suficiente para descrever o restante. Contudo, se ela é colocada na presença de outras moléculas e que se processe uma reação química, a descrição precisa ser construída baseando-se nas conquistas da mecânica quântica, para descrever precisamente o comportamento dos elétrons e dos diferentes núcleos atômicos (quebras de ligações, formação de novas moléculas). Poderíamos então dizer que é suficiente tratar o problema pela visão quântica: mas como a influência de todos os elétrons e os núcleos deve ser considerada em um grupo de moléculas, a quantidade de cálculos a ser feita seria simplesmente gigantesca.  No método de modelagem desenvolvido pelos laureados 2013 do Prêmio Nobel de Química, utiliza-se a física quântica (quantum physics) para descrever as reações químicas, enquanto a física clássica (classical physics) está mais adaptada para descrever a periferia. Além disso, as cargas elétricas não são susceptíveis de se deslocar de maneira macroscópica: é o meio dielétrico (dielectric medium). Créditos: Nobel Media AB.
No início dos anos 1970, Arieh Warshel veio encontrar Martin Karplus na Universidade de Harvard (Reino Unido). O primeiro era especialista em potenciais intramoleculares e intermoleculares, o segundo dominava a química quântica. Juntos, conseguiram desenvolver um programa capaz de calcular, para moléculas planas e simétricas, o comportamento dos elétrons das ligações sigma "(recobrimento lateral de orbitais) e dos núcleos atômicos, graças à uma abordagem clássica, e aquele dos elétrons das ligações pi "(recobrimento axial dos orbitais) com ferramentas quânticas. Assim, mostraram a viabilidade de uma abordagem híbrida, clássico-quântica, na modelagem de moléculas. Um modo de aproveitar do melhor dos dois mundos! Quanto a Michael Levitt, ele generalizou este procedimento de modelagem juntamente com Arieh Warsel, para aplicá-lo a diferentes moléculas, a partir de 1976.  Os laureados com o Nobel de Química 2013 foram recompensados por seus trabalhos sobre a modelagem de processos químicos. Da esquerda para a direita, o austro-americano Martin Karplus, o americano-britânico Michael Levitt e o israelense-americano Arieh Warshel. Créditos: Foto da esquerda: Nobel Media AB; do centro: Keilana, Wikimedia Commons, DP; da direita: Catgunhome, Wikimedia Commons.
Desde então, o procedimento de modelagem recebeu inúmeras melhorias e, para os químicos, foram amplas suas aplicações. Pode-se, assim, estudar sistemas químicos relacionados com grandes moléculas, com um tempo de cálculo aceitável, quer se tratem de moléculas associadas com o ser humano, ou aquelas estudadas no âmbito de aplicações industriais ( células solares, medicamentos, polímeros, etc.). Quanto à pesquisa na área da modelagem molecular, ela é sempre muitíssimo ativa no mundo. Como testemunho, em Harvard, o grupo fundado por Martin Karplus (ao mesmo tempo professor na Universidade de Estrasburgo e diretor do laboratório de Química Biofísica, do Instituto de Ciência e de Engenharia Supramoleculares - Isis), continua a liderar, nessa direção, o programa Charmm, Chemistry at HARvard Micromolecular Mechanics, que mantém um conjunto de ferramentas de software, amplamente utilizado em dinâmica molecular. Uma tentadora "avenida de trabalho" para futuros laureados ao Prêmio Nobel de Química... Futura Science (Tradução- MIA). Assuntos Conexos: |
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