Drei Pioniere der „Computational Chemistry“ wurden mit dem Chemie-Nobelpreis 2013 ausgezeichnet. Martin Karplus, Michael Levitt und Arieh Warshel schufen in den 70er-Jahren die Grundlagen für die auf der Verbindung von klassischer und Quantenmechanik beruhende Simulation der Molekulardynamik.  

Um Relationen zwischen der Struktur eines Moleküls und seiner Funktion (also seiner potentiellen Wechselwirkung mit anderen Strukturen) zu finden, stoßen experimentelle Methoden immer wieder an ihre Grenzen. Unterstützung kann hier die Modellierung mithilfe von Computer-Programmen bieten. Je komplexer molekulare Systeme werden – man denke etwa an die Wechselwirkung biologischer Makromoleküle – desto schwieriger wird aber auch deren theoretische Behandlung. Besonders die quantenmechanische Beschreibung, der eine Aufgliederung eines molekularen Systems in Kerne und Elektronen zugrundeliegt, wird in solchen Fällen aufgrund der hohen Zahl an auftretenden Freiheitsgraden schnell kalkulatorisch unbeherrschbar.

Martin Karplus

Bild: Martin Karplus 

Einfacher ist vielfach die Beschreibung der Bewegung von molekularen Systemen auf der Grundlage der klassischen Newtonschen Mechanik, diese gibt allerdings die genauen Bindungsverhältnisse am Ort des Geschehens nicht wieder. Martin Karplus, Michael Levitt und Arieh Warshel waren Pioniere darin, beide Vorgehensweisen auf physikalisch sinnvolle Weise miteinander zu verbinden (was in sogenannte Multiskalen-Modellen verwirklicht ist). Vor allem in der Simulation der dreidimensionalen Struktur von Proteinen hat diese Methodik seither breite Anwendungen gefunden.

Drei Doppelstaatsbürger und ein halber Österreicher

Ein bisschen kann sich auch Österreich über die diesjährige Verleihung freuen: Martin Karplus, der sowohl die US-amerikanische als auch die österreichische Staatsbürgerschaft hat, wurde 1930 in Wien geboren, musste aber 1938 vor den Nationalsozialisten fliehen. Er promovierte 1953 am California Institute of Technology bei Linus Pauling und ist seit 1979 Professor an der Harvard-Universität, zudem hat er eine Professur an der Universität Straßburg inne.

Michael Levitt

Bild: Public Domain

Michael Levitt wurde 1947 in Pretoria (Südafrika) geboren ist heute Staatsbürger der USA und Großbritanniens. Er promoviert an der Universität Cambridge (UK) und forscht gegenwärtig an der Standford University in Kalifornien. Arieh Warshel wurde 1940 im Kibbutz Sde-Nahum in Israel geboren. Er promovierte am Weizmann Institute of Science, heute ist er Professor an der University of Southern California, Los Angeles. Er ist israelischer und US-amerikanischer Staatsbürger

Arieh Warshel

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