International - Nobelpreisträger machen chemische Prozesse sichtbar

Chemische Reaktionen laufen viel zu schnell ab, um sie im Detail beobachten zu können. Abhilfe schaffen Computermodelle, mit denen sich das Verhalten von Molekülen exakt simulieren lässt. Eine Basis dafür haben drei US-Forscher gelegt, die nun den Nobelpreis erhalten.

Ihre Forschung macht chemische Prozesse sichtbar und vorhersagbar. Dafür erhalten die US-Forscher Martin Karplus, Michael Levitt und Arieh Warshel den Chemie-Nobelpreis.

«Die Forscher entwickelten leistungsfähige Programme, die helfen, komplexe chemische Prozesse vorherzusagen und zu verstehen.» Das gab die Königlich-Schwedische Akademie der Wissenschaften in Stockholm bekannt. Computermodelle, die das reale Leben wiederspiegeln, seien entscheidend für die meisten Fortschritte in der Chemie.

Klassische Physik und Quantenphysik

Die Programme helfen beispielsweise, den Prozess der Photosynthese in grünen Blättern zu verstehen. Aber sie sind auch nützlich, um Katalysatoren für Fahrzeuge, Medikamente und Solarzellen zu optimieren. Oder um nachzuvollziehen, wie ein Medikament an sein Zielmolekül im Körper andockt.

Für die reagierenden Atome rechnen die Programme auf quantenphysikalischer Grundlage, das gesamte übrige Protein wird auf Basis der klassischen Physik dargestellt. Die Chemie-Nobelpreisträger hätten damit das Beste aus den beiden Wissenschaften vereint, so die Akademie.

Der 1930 in Wien geborene Karplus ist Staatsbürger der USA und Österreichs. Er arbeitet an den Universitäten Strassburg und Harvard. Levitt wurde 1947 im südafrikanischen Pretoria geboren und hat die amerikanische, israelische und britische Staatsbürgerschaft. Er forscht an der Stanford-Universität in Kalifornien. Warshel, US-Bürger und Israeli, wurde 1940 im Kibbuz Sde-Nahum im heutigen Israel geboren. Er lehrt an der University of Southern California.

Erfreuter Preisträger am Telefon

Die Akademie versuchte, den Gewinnern telefonisch zu gratulieren. Warshel sagte, er sei extrem glücklich, mitten in der Nacht in Los Angeles geweckt zu werden, um von seiner Auszeichnung zu erfahren. «Was wir entwickelt haben, ermöglicht uns, die Struktur eines Proteins zu erfassen und zu verstehen, warum es das macht, was es macht», so der Forscher.

Um Moleküle nachzubilden, nutzten Chemiker einst Modelle aus Plastik-Bällen und -Stäben. Mittlerweile wurden sie durch spezielle Computerprogramme ersetzt. Mit ihnen lassen sich nicht nur einzelne Moleküle nachbauen, sondern auch die Reaktion mehrerer Stoffe miteinander beobachten. Unter Laborbedingungen ist das kaum möglich: Chemische Reaktionen laufen in Bruchteilen von Millisekunden ab, die einzelnen Schritte lassen sich daher schwerlich verfolgen.

Reigen der Nobelpreise geht weiter

Im letzten Jahr teilten sich zwei US-Zellforscher den Chemie-Nobelpreis. Robert Lefkowitz
 und Brian Kobilka
 hatten erforscht, wie Körperzellen mit ihrer Umwelt kommunizieren: Rezeptoren an der Oberfläche der Zellen leiten Signale etwa von Hormonen weiter.

Gestern hatte die Königlich-Schwedische Akademie den Briten Peter Higgs und den Belgier François Englert für die Vorhersage des Higgs-Teilchens mit der Auszeichnung in Physik geehrt. Bereits am Montag war der Medizinpreis unter anderem an den deutschen Neurochemiker Thomas Südhof gegangen.

Auf die Bekanntgabe der wissenschaftlichen Nobelpreise folgt morgen die des Literatur-Nobelpreises. Am Freitag geben die Nobeljuroren im norwegischen Oslo ihre Entscheidung über den Friedensnobelpreis bekannt. Überreicht werden die mit je 8 Millionen schwedischen Kronen (etwa 1,12 Millionen Franken) dotierten Preise traditionell am 10. Dezember, dem Todestag von Alfred Nobel.