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Prix Nobel de Chimie 2013 : Chimie et Modélisation

Nobel_Laureats_2013

1. Des biochimistes pour lauréats

Martin Karplus, Michel Levitt et Arieh Warshel ont reçu le Prix Nobel de Chimie 2013 pour le développement de rérérences multi-échelles pour les systèmes chimiques complexes.

2. De nouveaux outils pour déterminer une structure chimique complexe

Les recherches en biochimie ont été, sans aucun doute, les plus dynamiques de ces dernières années, notamment dans le domaine de la compréhension de la structure des protéines.
En effet, les méthodes classiques comme la spectroscopie RMN ou la cristallographie par rayon X ne suffisent pas à analyser ces systèmes complexes. Ce travail nécessite l’utilisation de codes informatiques fondés sur des potentiels d’interaction des différents atomes du système. Le chercheur a désormais besoin, au-delà de l’information expérimentale, de modèles numériques et théoriques .

3. Du « qu’est-ce que c’est ? » au « comment ça fonctionne ? »

Au-delà de l’agencement, les chercheurs s’intéressent désormais au fonctionnement et aux réactions. Autrement dit, le chimiste ne se pose plus seulement la question « Qu’est-ce que c’est ? » mais aussi « Comment ça fonctionne ? ».
De la sorte, les techniques expérimentales seules ne suffisent plus. Par exemple, des méthodes comme la spectrocopie à la femtoseconde, l’électrochimie par ultramicroélectrode ou le marquage isotopique deviennent rapidement insuffisantes pour l’étude de mécanismes biochimiques complexes. Si elles peuvent donner des indications, voire élucider des mécanismes réactionnels, elles sont peu concluante sans apport de la description théorique.

4. La précision du quantique alliée à la rapidité du classique

Afin de décrire les systèmes chimiques complexes et leur réactivité, les lauréats ont développé des méthodes numériques associant mécanique quantique (dites QM/MM – Quantum Mechanics/Molecular Mechanics) et mécanique classique.
La description « tout quantique » d’un système est extrêmement précise, mais elle demande énormément de temps lorsqu’il s’agit d’appareils biochimiques sophistiqués. Inversement, la description « classique » est rapide, mais imparfaite.
La combinaison des avantages de ces deux démarches fait la force des méthodes QM/MM.