নেচার জার্নালে প্রকাশিত একটি নতুন গবেষণা অনুসারে, গবেষকরা সিনথেটিক পলিমার তৈরি করেছেন যা এনজাইমের কার্যকলাপের অনুকরণ করতে পারে, যা সম্ভবত শিল্পীয় ক্যাটালাইসিস এবং ওষুধ উৎপাদনে বিপ্লব ঘটাতে পারে। দলটি র‍্যান্ডম হেটেরোপলিমার (আরএইচপি)-এর ওপর মনোযোগ দিয়েছে, যা প্রোটিনের মতো নয়, কারণ এর মূল কাঠামো বিভিন্ন রসায়নিক পদার্থ দিয়ে গঠিত, কিন্তু তা সত্ত্বেও পার্শ্বীয় শৃঙ্খলের স্থান নিয়ন্ত্রণে রাখার মাধ্যমে প্রোটিনের আচরণ নকল করতে সক্ষম।

গবেষকরা এই আরএইচপি ডিজাইন করার জন্য প্রায় ১,৩০০টি ধাতব প্রোটিনের সক্রিয় সাইট থেকে অনুপ্রেরণা নিয়েছেন। তাঁরা একটি এক-পাত্র সংশ্লেষণ পদ্ধতি ব্যবহার করেছেন, যেখানে নির্দিষ্ট মনোমার প্রবর্তন করা হয়েছে যা প্রোটিনে পাওয়া কার্যকরী অবশিষ্টাংশের সমতুল্য হিসাবে কাজ করে। এই মূল মনোমারযুক্ত অংশগুলির রাসায়নিক বৈশিষ্ট্যগুলিকে পরিসংখ্যানগতভাবে পরিবর্তন করার মাধ্যমে, তাঁরা ছদ্ম-সক্রিয় সাইট তৈরি করতে সক্ষম হয়েছেন যা প্রোটিনের মতো মাইক্রোএনভায়রনমেন্ট প্রদান করে। গবেষণা অনুসারে, এই পদ্ধতি আরএইচপি-কে এনজাইমের মতো কাজ করতে দেয়।

সিনথেটিক এনজাইম তৈরি করার ক্ষমতা উপকরণ বিজ্ঞানের একটি গুরুত্বপূর্ণ চ্যালেঞ্জ মোকাবিলা করে। বিজ্ঞানীরা সফলভাবে প্রোটিনের কাঠামোগত জটিলতা প্রতিলিপি করতে পারলেও, তাদের কার্যকরী ভিন্নতা অর্জন করা কঠিন ছিল। গবেষণাটি বলছে যে পলিমারের অংশগুলির স্তরে পার্শ্বীয় শৃঙ্খলের স্থানিক এবং সময়গত বিন্যাস প্রোগ্রামিং করার মাধ্যমে, প্রোটিনের মতো আচরণ অর্জন করা সম্ভব। উপরন্তু, পলিমারের মধ্যে থাকা ঘূর্ণন স্বাধীনতার কারণে যথাযথ মনোমার ক্রম নির্দিষ্টকরণের অভাব পূরণ করা যেতে পারে, যা পলিমারের সমাহার জুড়ে অভিন্ন আচরণ নিশ্চিত করে।

গবেষণার প্রধান লেখক বলেছেন, "আমরা বিশ্বাস করি যে এই পদ্ধতি কার্যকরী উপকরণ ডিজাইন করার জন্য নতুন পথ খুলে দেবে।" "প্রোটিনের সক্রিয় সাইটের নীতিগুলি ব্যবহার করে এবং সেগুলিকে সিনথেটিক পলিমারে প্রয়োগ করে, আমরা বৈশিষ্ট্য অনুসারে অনুঘটক তৈরি করতে পারি।"

এই গবেষণার ফলাফল বিভিন্ন ক্ষেত্রে বিস্তৃত। শিল্পীয় ক্যাটালাইসিসে, আরএইচপি ঐতিহ্যবাহী এনজাইমের চেয়ে আরও শক্তিশালী এবং সাশ্রয়ী বিকল্প প্রদান করতে পারে। ওষুধ উৎপাদনে, এগুলি নতুন থেরাপিউটিক এজেন্ট তৈরি করতে ব্যবহার করা যেতে পারে যা নির্দিষ্ট জৈবিক প্রক্রিয়াকে লক্ষ্য করে। ধাতব প্রোটিনের সক্রিয় সাইটগুলি বিশ্লেষণ করতে এআই-এর ব্যবহার ডিজাইন প্রক্রিয়ার জন্য অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ ছিল। এনজাইমের কার্যকারিতায় অবদান রাখে এমন মূল কাঠামোগত এবং রাসায়নিক বৈশিষ্ট্যগুলি সনাক্ত করতে মেশিন লার্নিং অ্যালগরিদম ব্যবহার করা হয়েছিল, যা পরে মনোমারের নির্বাচন এবং আরএইচপি-তে তাদের বিন্যাস সম্পর্কে তথ্য দেয়।

এ ক্ষেত্রের বিশেষজ্ঞরা এই উন্নয়নকে একটি গুরুত্বপূর্ণ পদক্ষেপ হিসেবে দেখছেন। রাসায়নিক প্রকৌশলের অধ্যাপক ডঃ এমিলি কার্টার বলেন, "এনজাইমের কার্যকলাপ অনুকরণ করার এটি একটি চতুর পদ্ধতি।" "র‍্যান্ডম হেটেরোপলিমারের ব্যবহার নমনীয়তা এবং টিউনযোগ্যতার একটি স্তর তৈরি করে যা ঐতিহ্যবাহী প্রোটিন ইঞ্জিনিয়ারিংয়ের মাধ্যমে অর্জন করা কঠিন।"

গবেষকদের পরবর্তী পদক্ষেপ হল নির্দিষ্ট অ্যাপ্লিকেশনের জন্য আরএইচপি-এর ডিজাইন অপ্টিমাইজ করা এবং বাস্তব জগতে তাদের ব্যবহারের সম্ভাবনা অনুসন্ধান করা। তাঁরা ডিজাইন প্রক্রিয়াকে আরও পরিমার্জিত করতে এবং মনোমারের নতুন সংমিশ্রণ আবিষ্কার করতে এআই ব্যবহারের বিষয়টিও খতিয়ে দেখার পরিকল্পনা করছেন যা অনুঘটকের কার্যকলাপকে বাড়াতে পারে। দলটি শিল্প প্রয়োগের জন্য আরএইচপি-এর সংশ্লেষণকে আরও সহজলভ্য করার জন্য কাজ করছে।