English
Swedish

Presentationstal av Professor Johan Åqvist, ledamot av Kungliga Vetenskapsakademien, ledamot av Nobelkommittén för kemi, 10 december 2024.

Eders Majestäter, Eders Kungliga Högheter, Ärade Pristagare, Mina Damer och Herrar,

Proteiner är de makromolekyler som möjliggör livets kemi. De katalyserar alla de nödvändiga kemiska reaktionerna. De fungerar också som signalmolekyler, receptorer, pumpar, antikroppar och byggstenar för olika vävnader. Deras diversitet är sannerligen anmärkningsvärd och för att förstå hur proteiner fungerar måste man veta hur de ser ut.

Proteiner är polymerer uppbyggda från ett alfabet av 20 aminosyror, som kan kombineras i det oändliga. Ett typiskt protein består kanske av ett par hundra aminosyror och tusentals atomer. Deras magi härrör från det faktum att dessa strängar av aminosyror veckar ihop sig till väldefinierade och komplexa tredimensionella strukturer.

Ännu mer magiskt är att 3D-strukturerna på något vis är inkodade i aminosyrasekvensen. Ett komplext 3D-mönster är alltså inkodat i en linjär sekvens! Således bör det vara möjligt att förutsäga 3D-strukturen hos ett givet protein direkt från dess aminosyrasekvens. Detta 50 år gamla problem har kallats Biokemins Stora Utmaning. Framstegen inom proteinstruktur-prediktion var emellertid långsamma under många år.

Men man kan också vända på problemet och fråga – givet en viss 3D-struktur, vilka aminosyrasekvenser skulle vecka ihop sig till denna struktur? Detta skulle möjliggöra design av helt nya proteiner och David Baker visade 2003 att det var möjligt. Han kunde designa nya strukturer som aldrig tidigare skådats i naturen och beräkna vilka sekvenser som skulle ge dessa strukturer. Han kunde sedan experimentellt verifiera att de datorbaserade prediktionerna var korrekta. 

Detta är vad vi nu kallar datorbaserad proteindesign och, efter det första genombrottet för 20 år sedan, har David Baker designat en mängd nya proteiner med många spännande tillämpningar: virusinhibitorer, nanomaterial, proteinswitchar och sensorer, för att bara nämna några.

Det omvända problemet att förutsäga 3D-struktur från aminosyrasekvens fick vänta fram till år 2020 på det riktiga genombrottet. Detta var när Demis Hassabis och John Jumper och deras medarbetare hade utvecklat det nu berömda datorprogrammet AlphaFold2. Detta hade i princip knäckt koden.

AlphaFold är ett genialt stycke ingenjörskonst vad gäller neurala nätverk och det uppvisade en oöverträffad förmåga inom proteinstrukturprediktion. Med hjälp av de stora mängder experimentella data som finns lagrade i sekvens- och strukturdatabaser har nätverket tränats på att finna korrelationer och mönster bland aminosyrasekvenser. Detta gör det möjligt för det att producera häpnadsväckande noggranna strukturmodeller direkt från sekvenserna.

Det är ingen överdrift att säga att AlphaFold har lett till en revolution inom strukturbiokemin.  

David Baker, Demis Hassabis och John Jumper, 
Era banbrytande arbeten inom datorbaserad proteindesign och proteinstrukturprediktion har revolutionerat dessa områden. De har öppnat upp helt nya möjligheter att designa proteiner som aldrig skådats förr och vi har nu tillgång till predikterade strukturer för alla 200 miljoner kända proteiner. Detta är verkligen enastående prestationer. 

Å Kungliga Vetenskapsakademiens vägnar vill jag framföra våra varmaste gratulationer till er. Får jag nu be er att stiga fram och ta emot era Nobelpris ur Hans Majestät Konungens hand.

Copyright © The Nobel Foundation 2024