Prémio Nobel para os modelos de simulação molecular de sistemas químicos complexos

O prémio Nobel da Química de 2013 foi atribuído a Martin Karplus, Michael Levitt e Arieh Warshel pelas suas contribuições para o desenvolvimento de modelos multiescala para o estudo de sistemas químicos complexos. O título é comprido, mas a ideia é simples: simular de forma realista sistemas complexos como enzimas, proteínas, DNA, membranas, entre outras estruturas de grande complexidade e obter informação útil.

Como é realçado na nota de imprensa, os laureados lançaram, a partir dos anos 1970, quando os computadores eram uma pequena sombra do que são hoje, as bases da simulação de sistemas químicos e biológicos complexos, usando métodos computacionais que combinam as equações clássicas do movimento com as equações da mecânica quântica. Como se procura visualizar no texto de divulgação que acompanha a nota de imprensa (Newton com o gato de Schrödinger ao colo) estes métodos combinam a simplicidade das equações de Newton aplicadas na simulação das partes menos relevantes das moléculas e dos solventes (que contam com um número muito grande de átomos mas podem ser tratados de forma aproximada), com regiões do sistema que são tratadas de forma rigorosa, usando métodos quânticos (através da equação de  Schrödinger ou outras). Pode assim, por exemplo, estudar-se de forma rigorosa reacções químicas que ocorram no centro activo de uma enzima, enquanto o resto da proteína é tratado de forma aproximada, embora, ainda assim, bastante realista.

Com este tipo de estudos, os químicos podem, como é sugerido na nota de imprensa, ter o computador como um Virgílio que penetra nos segredos complexos do Inferno, Purgatório e Paraíso de Dante. Com o computador, o químico computacional pode visitar regiões inacessíveis de moléculas complexas e com essa visita obter conhecimento fundamental sobre os mecanismos bioquímicos causadores de doenças, sobre a acção de fármacos, mutações em proteínas e DNA, entre muitas outras possibilidades que a simulação realista de sistemas químicos permite. 

Este prémio Nobel vem confirmar que a Química Teórica e Computacional está entre as áreas da Química que mais poderão contribuir para melhorar o futuro da humanidade nas próximas décadas. A activa comunidade de químicos teóricos e computacionais portugueses está por isso de parabéns, em especial, aqueles que se dedicam ao estudo teórico de sistemas químicos complexos de grandes dimensões, dos quais saliento a Maria João Ramos (Universidade do Porto) e o Rui Brito (Universidade de Coimbra).