[2013 노벨상] 화학상은 마틴 카플러스 등 3명 미국 과학자에게

2013년 노벨 화학상 공동수상
복잡한 화학작용 컴퓨터 모델 개발한 3명의 미 학자
[뉴시스] 2013-10-09 20:04:42    

 

【스톡홀름=AP/뉴시스】김재영 기자 = 마틴 카플러스, 마이클 레비트 및 아리 워셸 교수가 9일 화학 작용 예측 컴퓨터 모델의 기초를 놓은 공으로 2013년 노벨 화학상을 공동 수상했다. 수상자들의 1970년대 연구로 배기 가스 정화나 녹색 잎 광합성 작용의 과정 전모를 밝히는 프로그램들이 개발될 수 있었다고 선정위원회인 스웨덴 왕립과학원은 말했다.

 

"카플러스, 레비트 및 워셸 교수의 연구는 화학 연구에서 뉴턴의 고전 물리학과 이와는 근본적으로 상이한 양자 물리학을 나란히 사용할 수 있도록 하는 획기적 방식의 기반을 닦았다"고 위원회는 설명하고 있다. "이들 이전의 화학 연구는 고전적인 방식과 현대적 방식 둘 중 하나만 선택해야 했다"는 것이다.

 

화학 작용은 말 그대로 전광석화처럼 일으나기 때문에 아무리 예리한 과학자의 육안으로는 관찰이 제한될 수밖에 없는데 세 학자들은 화학 작용이 일어나는 실재 현실을 거울상처럼 자동으로 반영 기록되는 컴퓨터 모형을 개발했다. 이로써 화학 작용의 전모가 명백히 이해되고 예측되면서 여러 응용물 개발로 이어졌다.

 

수상자들의 컴퓨터 모델은 뉴턴의 고전 물리학과 현대의 양자 물리학을 동시에 응용해서 만든 것으로, 화학 연구를 고답적인 분자 모형용 플라스틱 구와 연결 막대 차원에서 사이버 공간 차원으로 격상시켰다. 두 세계 사이의 문을 열어제친 이들의 연구 방식은 무엇보다 모든 종류의 화학 작용에 적용할 수 있다는 장점이 있다. 그리고 여기서 태양 전지, 자동차 배기 촉매제 및 의약품 등이 개발될 수 있었다고 위원회는 설명했다.

 

수상자 카플러스(83) 박사는 오스트리아 출생으로 미국 및 오스트리아 시민권을 가지고 있으며 프랑스 스트라스부르 대학 및 미 하버드 대학에 적을 두고 있다. 남아공 출생인 레비트(66) 박사는 미국, 영국 및 이스라엘의 다중 시민권자로 미 스탠포드 의대 교수라고 위원회는 말했다. 이스라엘 출생의 워셸(72) 수상자 역시 미국과 이스라엘 시민권자로 미 남가주대 LA 분교 교수이다.

 

1970년대에 하버드대에서 같이 일한 카플러스 박사와 워셸 박사는 고전 물리학과 양자 물리학을 묶은 컴퓨터 프로그램을 개발했다. 워셸 박사는 얼마 후 이스라엘 바이즈만 연구원과 영국 캠브리지대에서 레비트 박사와 협력해 효소 연구용 프로그램을 개발했다. 화학자들은 이들의 연구로 수천에서 수백만 개 원자가 연관되는 복합 반응을 이해하는 길이 열렸다고 말한다. 모두 미국 시민권자인 세 명의 수상자들은 상금 800만 스웨덴 크로나(125만 달러,14억원)를 나눠 갖는다.

 

워셸 교수는 스톡홀름 발표 기자회견장에 연결된 전화 통화에서 한밤중인 미국 로스앤젤레스에서 수상 소식에 "기쁘기 그지없다"고 말했다. 워셸 교수는 "간단히 말해 우리가 개발 발전시킨 것은 컴퓨터로 하여금 단백질을 관찰하고, 그 구조를 파악한 뒤, 그 단백질이 어떻게 작용하는가를 정확하게 이해하도록 한 것"이라고 말했다. [kjy@newsis.com]

 

2013 노벨화학상, 미국 카플러스 등 과학자 3명 공동수상
[peaple today] 2013년10월10일 05시36분

 

”모든 화학자에게 컴퓨터의 혜택을 주다”
[피플투데이 이지현 기자]= 마틴 카플러스(83) 하버드대 교수와 마이클 레비트(66) 스탠퍼드대 교수, 아리 워셜(73) 서던캘리포니아대(USC) 교수 등 3명이 올해의 노벨화학상을 공동으로 수상했다. 이들은 복잡한 화학반응을 컴퓨터로 예측하는 프로그램을 개발해, 화학 연구의 새 장을 열었다고 평가받고 있다.  화학반응의 컴퓨터 분석을 위한 '다중척도 모델링'의 기초를 마련하면서,  미시·거시적 체계 모두에 적용되는 범용성을 보여 눈길을 끌었다.

 

(왼쪽부터 마틴 카플러스, 마이클 레비트, 아리 워셀)

 
스웨덴 왕립과학원 노벨위원회는 "이전까지 화학자들은 플라스틱 공과 막대를 가지고 화학분자 모델을 분석했으나, 1970년대에 이들이 개발한 컴퓨터 모델 덕에 이제는 컴퓨터로 화학작용을 예측하게 이해하게 되었다"면서 이런 공로를 인정,  이들 세 명을 수상자로 선정했다고 밝혔다.
 
수상의 영예를 안은 워셜은 "매우 기분이 좋다"며, 오는 12월 스톡홀롬에서 열리는 시상식을 고대하고 있다고 말한다. 이어 "간단히 말해 우리는 컴퓨터를 활용해 단백질의 구조를 이해하고 그 활동을 정확히 이해하는 방법을 개발한 것"이라며  "이는 마치 시계를 보고 시계가 어떻게 작동하는지를 보는 것과 같다"고 설명했다.
 
레비트도 "진한 에스프레소 커피 세잔을 들이킨 것처럼 심장이 뛴다. 믿을 수가 없다"며 "스톨홀름에서 수상소식을 알리는 전화가 왔을 때 잘못 걸린 걸려온 줄 알았다"고 전했다. 시상식은 노벨상 창시자 알프레드 노벨의 기일인 오는 12월 10일 스웨덴 스톡홀름에서 열릴 예정며, 부문별 수상자들에게는 상금 800만 크로네(14억3천만원)가 주어진다.

 

2013년 노벨화학상 수상자 
[phsics of dream] 2013/10/09 20:59

[원문] Oct 9, 2013. PRESSMEDDELANDE, press release from www.nobelprize.org

 

2013년 노벨화학상은 마틴 카플러스(Martin Karplus), 마이클 래빗(Michael Levitt), 그리고 아리에 와셀(Arieh Warchel)이 공동 수상한다. 그들이 노벨상을 수상한 이유는 "복합적 화학 시스템(complex chemical systems)의 다중규모 모델(multiscale models) 개발"에 기여했기 때문이다. 

 

컴퓨터 - 원자 세계의 불침번
화학자들은 플라스틱 공이나 막대로 분자 모델을 만들곤 했다. 그러나 오늘날 그들은 컴퓨터로 모델링을 한다. 1970년대 마틴 카플러스(Martin Karplus), 마이클 래빗(Michael Levitt), 그리고 아리에 와셀(Arieh Warchel)은 화학적 프로세스를 이해하고 예측하는 데 이용되는 강력한 프로그램의 기초를 쌓았다. 오늘날 실제를 반영하는 컴퓨터 모델은 화학 분야에 있어서 대부분의 진보를 가져오는 데 중요하게 되었다.

 

화학 반응은 번개처럼 순식간에 일어난다. 전자들은 1 밀리세컨드 보다 아주 작은 순간에 어느 한 원자핵으로부터 다른 원자핵으로 점프한다. 고전 화학은 이 짧은 순간을 쫓는데 어려움을 겪었으며, 실험적으로 화학적 프로세스의 모든 단계를 그려내는 것은 불가능하다. 이제 노벨화학상이 수상된 방법의 도움으로, 과학자들은 컴퓨터로 하여금 화학적 프로세스의 비밀스런 베일을 벗기도록 했다. 배기가스를 촉매가 정화하는 과정이나 식물의 잎사귀에서 광합성이 일어나는 과정 등의 베일을 벗기게 된 것이다.

 

마틴 카플러스(Martin Karplus), 마이클 래빗(Michael Levitt), 그리고 아리에 와셀(Arieh Warchel)의 업적은 뉴턴의 고전 물리학을 그것과 근본적으로 다른 양자 물리학과 함께 나란히 사용할 수 있게 한다는 점에서 획기적이다. 이전까지 화학자들은 어느 한 쪽을 택해야 했다. 고전 물리학의 강점은 계산이 간단하고 따라서 대단히 커다란 분자를 모델링하는데 사용될 수 있다는 점이다. 그러나 고전 물리학으로는 화학 반응을 시뮬레이션할 수 없다는 약점이 있다. 따라서 시뮬레이션을 위해서 화학자들은 고전 물리학 대신 양자 물리학을 사용해야 했다. 그러나 양자 물리학에서는 엄청난 양의 계산이 필요하기 때문에, 작은 분자에 대한 시뮬레이션 밖에 할 수가 없었다.

 

올해 노벨화학상 수상자들은 고전 물리학과 양자 물리학 양쪽의 장점을 모두 사용할 수 있는 방법을 고안했다. 예를 들어 몸 안에서 약물이 타겟 단백질과 어떻게 커플링 되는지 시뮬레이션할 때, 컴퓨터는 약물과 상호작용하는 타겟 단백질 내 원자들의 양자 이론적 계산을 수행한다. 그리고 커다란 단백질의 나머지 부분은 연산이 덜 소요되는 고전 물리학을 이용하여 시뮬레이션한다. 오늘날 컴퓨터는 화학자들에게 시험관처럼 중요한 도구다. 시뮬레이션은 너무도 진짜 같아서 전통적인 실험 결과를 예측해낸다.

(화학반응의 시뮬레이션 구조)

 

[프로필] 
마틴 카플러스(Martin Karplus): 미국과 오스트리아 국적 보유. 1930년 오스트리아 비엔나 출생. 1953년 미국 캘리포니아 공대에서 박사 학위 취득. 프랑스 스트라스부르 대학 명예 교수, 미국 하버드 대학 명예 교수.
마이클 래빗(Michael Levitt): 미국과 영국, 그리고 이스라엘 국적 보유. 1947년 남아프리카 프레토리아 출생. 1971년 영국 캠브리지 대학에서 박사 학위 취득. 미국 캘리포니아 스탠포드 의대 교수.
아리에 와셀(Arieh Warchel): 미국과 이스라엘 국적 보유. 1940년 이스라엘 키부츠 스데-나훔 태생. 1969년 이스라엘 르호봇 와이즈만 연구소에서 박사 학위 취득. 미국 LA의 서던캘리포니아 대학 特勳敎授(Distinguished Professor).

노벨상 상금은 스웨덴 화폐로 8백만 크로네(SEK 8M). 우리 돈으로 약 13억 4천만 원이고 세 사람이 똑같이 나눈다. [출처] 2013년 노벨화학상 수상자|작성자 HANS