নেচার জার্নালে প্রকাশিত একটি গবেষণা অনুসারে, গবেষকরা র‍্যান্ডম হেটেরোপলিমার (আরএইচপি) তৈরি করেছেন যা এনজাইমের মতো কাজ করে, যা সম্ভবত শিল্পCatalysis এবং ওষুধ তৈরিতে বিপ্লব ঘটাতে পারে। প্রায় 1,300টি metalloprotein-এর সক্রিয় সাইট থেকে অনুপ্রেরণা নিয়ে, দলটি একটি "ওয়ান-পট" সংশ্লেষণ পদ্ধতি ব্যবহার করে এই আরএইচপিগুলি ডিজাইন করেছে, যা কার্যকরভাবে কৃত্রিম এনজাইম তৈরি করেছে।

এই গবেষণাটি উপকরণ বিজ্ঞানের একটি দীর্ঘদিনের চ্যালেঞ্জ মোকাবিলা করে: সিন্থেটিক উপকরণ ব্যবহার করে প্রোটিনের জটিল কার্যাবলী প্রতিলিপি করা। বিজ্ঞানীরা প্রোটিনের কাঠামোগত শ্রেণিবিন্যাস অনুকরণে অগ্রগতি করলেও, প্রাকৃতিক এনজাইমের মধ্যে থাকা জটিল রাসায়নিক, কাঠামোগত এবং গতিশীল ভিন্নতার কারণে কার্যকরী মিল অর্জন করা কঠিন প্রমাণিত হয়েছে। গবেষকরা প্রস্তাব করেছেন যে পলিমারের পার্শ্ব চেইনের স্থানিক এবং অস্থায়ী বিন্যাসকে সাবধানে নিয়ন্ত্রণ করে, তারা প্রোটিনের মতো আচরণ কার্যকরভাবে প্রতিলিপি করতে পারে, এমনকি প্রোটিনের থেকে ভিন্ন ব্যাকবোন রসায়ন ব্যবহার করেও।

তাদের পদ্ধতির মূল চাবিকাঠি হল মূল মনোমারযুক্ত অংশগুলির রাসায়নিক বৈশিষ্ট্যগুলিকে পরিসংখ্যানগতভাবে পরিবর্তন করা, যেমন segmental hydrophobicity। এটি আরএইচপিগুলিকে ছদ্ম-সক্রিয় সাইট তৈরি করতে দেয়, যা মূল মনোমারগুলিকে প্রোটিনের মতো মাইক্রোএনভায়রনমেন্ট সরবরাহ করে। গবেষকরা তাদের গবেষণাপত্রে বলেছেন, "আমরা মূল মনোমারগুলিকে প্রোটিনের কার্যকরী অবশিষ্টাংশের সমতুল্য হিসাবে পরিচয় করিয়েছি," যা তাদের নকশার বায়োমিমেটিক প্রকৃতিকে তুলে ধরে।

এই বিকাশের বিভিন্ন ক্ষেত্রে গুরুত্বপূর্ণ প্রভাব রয়েছে। খাদ্য উৎপাদন থেকে শুরু করে বায়োফুয়েল সংশ্লেষণ পর্যন্ত শিল্প প্রক্রিয়াগুলিতে এনজাইম ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়। সিন্থেটিক এনজাইম Mimicগুলি বর্ধিত স্থিতিশীলতা, কম উৎপাদন খরচ এবং কঠোর পরিবেশে কাজ করার ক্ষমতা দিতে পারে যেখানে প্রাকৃতিক এনজাইমগুলি ভেঙে যায়। উপরন্তু, নির্দিষ্ট catalytic কার্যকলাপের সাথে এনজাইম Mimic ডিজাইন করার ক্ষমতা ওষুধ আবিষ্কার এবং উন্নয়নকে ত্বরান্বিত করতে পারে।

এনজাইম অনুকরণ করার জন্য র‍্যান্ডম হেটেরোপলিমার ব্যবহারের ধারণাটি কৃত্রিম বুদ্ধিমত্তার নীতিগুলিকে কাজে লাগায়, বিশেষ করে প্রোটিন কাঠামোর বৃহৎ ডেটাসেট বিশ্লেষণে। হাজার হাজার metalloprotein-এর সক্রিয় সাইট বিশ্লেষণ করে, গবেষকরা মূল বৈশিষ্ট্য এবং নকশার নীতিগুলি সনাক্ত করতে সক্ষম হয়েছিলেন যা সিন্থেটিক পলিমারে অনুবাদ করা যেতে পারে। এই ডেটা-চালিত পদ্ধতি উপকরণ বিজ্ঞানে এআই-এর ক্রমবর্ধমান ভূমিকাকে তুলে ধরে, যা গবেষকদের অভূতপূর্ব বৈশিষ্ট্যযুক্ত নতুন উপকরণ আবিষ্কার এবং ডিজাইন করতে সক্ষম করে।

তবে, এখনও কিছু চ্যালেঞ্জ রয়ে গেছে। যদিও আরএইচপিগুলি প্রতিশ্রুতিশীল এনজাইমের মতো কার্যকলাপ প্রদর্শন করেছে, তবে তাদের catalytic দক্ষতা এখনও প্রাকৃতিক এনজাইমের সাথে মেলে না। তাদের কর্মক্ষমতা উন্নত করার জন্য আরএইচপিগুলির নকশা এবং সংশ্লেষণ অপ্টিমাইজ করার জন্য আরও গবেষণা প্রয়োজন। উপরন্তু, শিল্প বা বায়োমেডিক্যাল অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে ব্যাপকভাবে গ্রহণের আগে এই উপকরণগুলির দীর্ঘমেয়াদী স্থিতিশীলতা এবং biocompatibility পুঙ্খানুপুঙ্খভাবে মূল্যায়ন করা প্রয়োজন।

গবেষকরা এখন আরএইচপিগুলির catalytic কার্যকলাপ এবং নির্বাচনীতাকে আরও বাড়ানোর জন্য বিভিন্ন মনোমার সংমিশ্রণ এবং সংশ্লেষণ পদ্ধতি অন্বেষণের দিকে মনোনিবেশ করছেন। তারা মনোমার গঠন এবং ক্রমের উপর ভিত্তি করে আরএইচপিগুলির বৈশিষ্ট্যগুলি ভবিষ্যদ্বাণী করতে এআই ব্যবহারের সম্ভাবনাও খতিয়ে দেখছেন, যা নকশা প্রক্রিয়াটিকে উল্লেখযোগ্যভাবে ত্বরান্বিত করতে পারে। এই এনজাইম Mimicগুলির বিকাশ কাস্টমাইজড কার্যকারিতা সহ বায়োইনস্পায়ার্ড উপকরণ তৈরির দিকে একটি গুরুত্বপূর্ণ পদক্ষেপ, যা টেকসই রসায়ন এবং উন্নত উপকরণ ডিজাইনের জন্য নতুন সম্ভাবনা উন্মোচন করে।