हाल ही में, रॉयल स्वीडिश एकेडमी ऑफ साइंसेज ने वर्ष 2024 के लिए रसायन विज्ञान में नोबेल पुरस्कार से सम्मानित किया।
पुरस्कार का आधा हिस्सा कम्प्यूटेशनल प्रोटीन के डिजाइन के लिए डेविड बेकर को दिया गया, जबकि दूसरा आधा हिस्सा संयुक्त रूप से डेमिस हैस्बिस और जॉन एम. जम्पर को प्रोटीन की संरचना की भविष्यवाणी करने के लिए दिया गया।
डेविड बेकर का योगदानः
प्रोटीन इंजीनियरिंग में क्रांतिः
बेकर के शोध समूह ने प्रोटीन इंजीनियरिंग की संभावनाओं को फिर से आकार देते हुए नए प्रोटीन को डिजाइन करने के लिए कम्प्यूटेशनल तरीकों का उपयोग किया है।
प्रोटीन बनाने वाले 20 अलग-अलग एमिनो एसिड को बदलकर, उनकी टीम ने नए प्रोटीन बनाए हैं, जो प्रकृति में मौजूद नहीं हैं।
चिकित्सा और प्रौद्योगिकी में अनुप्रयोगः
कृत्रिम रूप से डिजाइन किए गए इन प्रोटीनों में विशेष रूप से फार्मास्यूटिकल्स, टीकों, नैनोमटेरियल्स और बायोसेंसर के विकास में भारी क्षमता है।
बेकर ने नए कार्यों के साथ प्रोटीन को सफलतापूर्वक डिजाइन किया है, जैसे कि प्लास्टिक को विघटित करना या प्राकृतिक प्रोटीन की क्षमता से परे कार्य करना।
2003 में पहली सफलताः
बेकर की पहली बड़ी सफलता 2003 में आई जब उनकी टीम ने एक प्रोटीन बनाया जो प्रकृति में पाए जाने वाले किसी भी प्रोटीन से पूरी तरह से अलग था।
डेमिस हासाबिस और जॉन जम्पर का योगदानः
प्रोटीन फोल्डिंग की समस्याः
1970 के दशक से, वैज्ञानिक यह भविष्यवाणी करने के लिए संघर्ष कर रहे हैं कि अमीनो एसिड स्ट्रैंड अपने त्रि-आयामी आकार में कैसे मुड़ते हैं।
प्रोटीन की संरचना महत्वपूर्ण है क्योंकि यह इसके कार्य को निर्धारित करती है।
दवा की खोज, रोग उपचार और जैव प्रौद्योगिकी जैसे क्षेत्रों में प्रगति के लिए इन संरचनाओं को समझना आवश्यक है।
अल्फाफोल्ड-2 के साथ सफलताः
वर्ष 2020 में, हैस्बिस और जम्पर ने अल्फाफोल्ड-2, एक एआई-संचालित प्रणाली प्रस्तुत की, जिसने भविष्य में प्रोटीन संरचना में क्रांति ला दी।
यह मॉडल लगभग हर ज्ञात प्रोटीन, 200 मिलियन की संरचना की भविष्यवाणी करने में सक्षम था।
इस उपलब्धि ने संरचनात्मक जीव विज्ञान की 50 साल पुरानी समस्या को हल किया।
प्रोटीन संरचनाओं को डिकोडिंग करने के पारंपरिक तरीके, जैसे एक्स-रे, क्रिस्टलोग्राफी, आदि। ये धीमे, श्रमसाध्य और समय लेने वाले होते हैं।
व्यापक उपयोग और प्रभावः
अल्फाफोल्ड-2 का उपयोग दुनिया भर में 20 लाख से अधिक शोधकर्ताओं द्वारा किया गया है, जिससे विभिन्न क्षेत्रों में सफलता मिली है।
उदाहरण के लिए, यह एंटीबायोटिक प्रतिरोध को समझने और प्लास्टिक को विघटित करने में सक्षम एंजाइम बनाने में सहायक रहा है।
प्रोटीन से संबंधित मुख्य तथ्यः
निर्माण खंड के रूप में एमिनो एसिडः
प्रोटीन अमीनो एसिड की लंबी श्रृंखलाओं से बने होते हैं, जो कार्बनिक अणु होते हैं जिनमें कार्बन, हाइड्रोजन, नाइट्रोजन, ऑक्सीजन और कभी-कभी सल्फर शामिल होते हैं।
इसमें 20 विभिन्न प्रकार के अमीनो एसिड होते हैं, और उनके विभिन्न संयोजन जैविक प्रक्रियाओं के लिए आवश्यक प्रोटीन बनाने के लिए त्रि-आयामी संरचनाओं में संयोजन करते हैं।
प्रोटीन की संरचनात्मक भूमिकाः
प्रोटीन की त्रि-आयामी संरचना इसके कार्य को निर्धारित करती है।
1972 में, रसायन विज्ञान में नोबेल पुरस्कार क्रिश्चियन एनफिनसेन को राइबोन्यूक्लीज़ पर उनके काम के लिए, विशेष रूप से एमिनो एसिड अनुक्रमों के बीच, प्रदान किया गया था।
आवश्यक अणुओं के रूप में प्रोटीनः
प्रोटीन जीवित जीवों में लगभग हर जैविक प्रक्रिया के लिए मौलिक हैं और जैव रासायनिक प्रतिक्रियाओं को तेज करने, संरचनात्मक समर्थन प्रदान करने, प्रतिरक्षा प्रतिक्रियाओं में सहायता करने और पोषक तत्वों को संग्रहीत करने जैसे विविध कार्य करते हैं।
