Proteïnes

Els Nobel d’enguany han premiat els desenvolupaments en intel·ligència artificial (IA), que reben inversions multimilionàries però també crítiques pel seu potencial per controlar-nos fins a nivells fins ara insospitats.

Dels sis que s’atorguen, el de Física ha anat als pioners de la IA, i el de Química a l’aplicació de la IA a la predicció del plegament de les proteïnes. Les proteïnes són molècules enormes formades per cadenes d’aminoàcids, unes petites unitats que tenen un extrem alcalí ( NH2), i un altre d’àcid (COOH), que es poden connectar formant cadenes virtualment infinites.

La seqüència s’anomena estructura primària, i d’ella depèn l’estructura secundària o plegament en forma d’hèlix o de làmina. El replegament d’aquesta acaba donant l’estructura terciària, sovint globular.

Diverses cadenes proteiques poden encara combinar-se entre elles (estructures quaternàries) per formar la proteïna.Les quasi infinites possibilitats d’aquestes combinacions donen moltes formes no actives, però es coneix un gran nombre de proteïnes funcionals. Al cos humà se n’han identificat 17.000 i s’estima que en tenim unes 100.000.

Algunes són estructurals, microtúbuls que sostenen les cèl·lules, però els enzims, catalitzadors de reaccions d’altíssima precisió, requereixen seqüències molt concretes d’aminoàcids, que acaben fent-ne una extraordinària caixa d’eines on literalment hi ha pinces, tisores, soldadors, trepants, motorets i altres sorprenents instruments de mida molecular. Un error de còpia genètica que canviï un aminoàcid pot inutilitzar-les, eliminar algun pas bioquímic i fer inviable un fetus o que aparegui una malaltia congènita.La seqüència d’aminoàcids permet predir l’estructura perquè el plegament és determinista, i cada estructura primària duu solament a una o unes poques secundàries.

La proteïna es plegarà seguint pautes com arribar a un nivell d’energia lliure mínim, i hi ha en joc forces moleculars febles diverses, com els ponts d’hidrogen o les forces de van der Waals, entre tants àtoms que la predicció és enormement difícil. La tasca dels químics al segle XX, determinant per tècniques d’espectrografia de raigs X i altres l’estructura d’una bona quantitat de proteïnes, ha permès als programes d’IA aprendre a deduir amb gran precisió com serà el plegament.

Això ha d’estalviar molt de temps i recursos en recerca i en la fabricació de nous fàrmacs, i és el que ha premiat el Nobel.