Mit künstlicher Intelligenz zur Weitere Informationen dreidimensionalen Struktur AlphaFold Nobelpreis für Chemie für die Entwicklung https://alphafold.ebi.ac.uk Nobelpreis von «AlphaFold» https://www.nobelprize.org Veröffentlichungen in Nature Der Nobelpreis für Chemie ging dieses Jahr zur Hälfte an die https://www.nature.com/ articles/d41586-019-01357-6 beiden Wissenschaftler Demis Hassabis und Dr. John Jumper vom https://www.nature.com/artic- Google-Forschungszentrum DeepMind. Die beiden haben wesent- les/d41586-024-03708-4 lich zur Entwicklung der künstlichen Intelligenz «AlphaFold» beigetragen, die es Forschenden weltweit ermöglicht, die dreidi- mensionale Struktur von Proteinen basierend auf der Sequenz von Aminosäuren vorherzusagen. Auch im SNI-Netzwerk nutzen zahlreiche Teams diese KI. Wir haben mit Dr. Janani Durairaj aus der Gruppe von Prof. Dr. Torsten Schwede (Biozentrum) und mit Prof. Dr. Timm Maier (Biozentrum) gesprochen, um Genaueres über Alphafold und seine Anwendungen zu erfahren. SNI INSight: Warum ist es wichtig die dreidimensionale Struktur eines Proteins zu analysieren? Timm Maier: Die dreidimensionale Struktur eines Proteins bestimmt, wie es mit anderen Molekülen in seiner Umgebung interagiert. Sie ist somit ein Schlüsselelement für die Spezi昀椀tät, Akti- vität und Regulierung von Proteinen. Bei einem Enzym beispielsweise muss die Form der Bindungsstelle perfekt zum Substrat passen, an das es bindet. Ändert sich die Form eines Enzyms, kann es zu einer Blockade der Reaktion kommen, die durch das Enzym katalysiert wird. Auch bei der Bil- dung grösserer Proteinkomplexe und bei Pro- teinen, die andere Funktionen erfüllen, ist die dreidimensionale Struktur entscheidend. Timm Maier erklärt, warum die dreidimensionale Struktur Wenn sich diese durch Mutationen, chemi- eines Proteins so wichtig ist. sche Modi昀椀kationen oder äusserre Ein昀氀üsse verändert, kann dies schwerwiegende Folgen SNI INSight: Was haben die Nobelpreis- für die Funktion des Proteins und somit für träger Demis Hassabis und John Jumper den gesamten Organismus haben. entwickelt? Die Kenntnis der Proteinstruktur hilft Forschenden bei der Entwicklung von Janani Durairaj: Die beiden haben wesent- Arzneimitteln, die mit Proteinen interagie- lich zur Entwicklung der künstlichen Intel- ren und deren Aktivität entweder blockieren ligenz AlphaFold2 beigetragen, welche die oder verstärken, oder bei der Entwicklung räumliche Struktur von Proteinen voraussa- von Proteinen mit neuen oder verbesserten gen kann, von denen nur die Aminosäurese- Funktionen. quenz bekannt ist. 4 SNI INSight Dezember 2024