Arieh Warshel – Nobelpreisträger 2013, Biochemiker und Biophysiker

Arieh Warshel – Nobelpreisträger 2013: Israelisch‑amerikanischer Biochemiker und Biophysiker, Pionier der Multiskalenmodelle und Inhaber des Dana‑Dornsife‑Lehrstuhls an der USC.

Arieh Warshel (hebräisch: אריה ורשל; geboren am 20. November 1940) ist ein israelisch-amerikanischer Biochemiker und Biophysiker. Er ist der Dana und David Dornsife-Lehrstuhl für Chemie an der Universität von Südkalifornien. Zusammen mit Michael Levitt und Martin Karplus erhielt er 2013 den Nobelpreis für Chemie für "die Entwicklung von Multiskalenmodellen für komplexe chemische Systeme".

Forschung und Beiträge

Warshel zählt zu den Pionieren der computergestützten Chemie und Biophysik. Sein zentrales Forschungsgebiet ist die Entwicklung und Anwendung von Multiskalenmethoden, mit denen chemische Reaktionen in großen, biologischen Systemen rechnerisch untersucht werden können. Durch die Kombination quantenmechanischer Beschreibungen für den reaktiven Kern eines Systems mit klassischer, molekulardynamischer Beschreibung für die umgebenden Teile machte er es möglich, Reaktionen in Enzymen und anderen komplexen Umgebungen realistisch zu simulieren.

Zu den von Warshel mitentwickelten und verbreiteten Konzepten und Methoden gehören unter anderem:

• QM/MM-Verfahren (Kombination von Quantum Mechanics und Molecular Mechanics), die erlauben, elektronische Strukturänderungen am Reaktionsort zusammen mit dem Einfluss der makromolekularen Umgebung zu berücksichtigen.
• Einsatz und Weiterentwicklung von Kraftfeldern und molekularen Dynamik-Simulationen zur Beschreibung von Strukturen und Bewegungen großer Biomoleküle.
• Anwendungen des Modells der empirischen Valenzbindung (EVB) zur Analyse enzymatischer Reaktionsmechanismen und Aktivierungsbarrieren.

Bedeutung und Anwendungen

Die von Warshel entwickelten Methoden haben die theoretische Chemie und die Biochemie nachhaltig verändert: Sie ermöglichen nicht nur ein tieferes Verständnis der Wirkungsweise von Enzymen und Katalysatoren, sondern liefern auch quantitative Vorhersagen, die in der Wirkstoffentwicklung, in der Biotechnologie und in der Materialforschung nutzbar sind. Seine Arbeit trug wesentlich dazu bei, Reaktionsmechanismen auf atomarer Ebene sichtbar und berechenbar zu machen.

Akademische Laufbahn und Wirkung

Arieh Warshel ist Autor zahlreicher wissenschaftlicher Publikationen und hat viele Doktoranden und Postdoktoranden betreut, die selbst zu aktiven Forschern auf dem Gebiet der computergestützten Chemie wurden. Er hält Professuren und Gastprofessuren und ist international in wissenschaftlichen Gremien und Fachzeitschriften aktiv.

Auszeichnungen

Den Höhepunkt seiner wissenschaftlichen Anerkennung bildet der Nobelpreis für Chemie 2013, der ihm zusammen mit Michael Levitt und Martin Karplus für die Entwicklung von Multiskalenmodellen verliehen wurde. Neben dem Nobelpreis erhielt Warshel im Verlauf seiner Karriere weitere Auszeichnungen und Ehrungen aus der wissenschaftlichen Gemeinschaft.

Publikationen und weiterführende Informationen

Warshels Arbeiten sind in zahlreichen Fachzeitschriften veröffentlicht; seine Veröffentlichungen behandeln sowohl methodische Entwicklungen als auch konkrete Anwendungen auf Enzyme und katalytische Systeme. Wer tiefer einsteigen möchte, findet umfassende Literatur zu seinen Methoden (z. B. QM/MM, EVB) in den einschlägigen Fachzeitschriften und Sammelwerken zur theoretischen und computergestützten Chemie.

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