গবেষকেরা সিনথেটিক পলিমার তৈরি করেছেন যা এনজাইমের কাজকে নকল করে, যা সম্ভবত শিল্পCatalysis এবং ওষুধ তৈরিতে বিপ্লব ঘটাতে পারে। নেচারে প্রকাশিত গবেষণাটিতে বিস্তারিতভাবে বলা হয়েছে কিভাবে রেন্ডম হেটেরোপলিমার (RHPs) ধাতব প্রোটিনের সক্রিয় সাইটগুলির প্রতিলিপি করার জন্য ডিজাইন করা হয়েছিল, যা প্রাকৃতিক প্রোটিনের জটিল কাঠামো ছাড়াই এনজাইমের মতো কার্যকলাপ অর্জন করে।

প্রায় 1,300 ধাতব প্রোটিনের সক্রিয় সাইটের বিশ্লেষণ দ্বারা পরিচালিত হয়ে, দলটি একটি এক-পাত্র সংশ্লেষণের মাধ্যমে RHPs তৈরি করেছে, যা তৈরির প্রক্রিয়াটিকে সহজ করে। মূল মনোমারগুলি, প্রোটিনের কার্যকরী অবশিষ্টাংশের সমতুল্য হিসাবে কাজ করে, সেগমেন্টাল হাইড্রোফোবিসিটির মতো রাসায়নিক বৈশিষ্ট্যগুলিকে নিয়ন্ত্রণ করতে পরিসংখ্যানগতভাবে পরিবর্তন করা হয়েছিল। এই পরিবর্তনের ফলে RHPs ছদ্ম-সক্রিয় সাইট তৈরি করতে সক্ষম হয়েছিল, যা প্রোটিনের মতো মাইক্রোএনভায়রনমেন্ট সহ মূল মনোমার সরবরাহ করে।

গবেষকরা তাদের প্রকাশনায় বলেছেন, "আমরা প্রস্তাব করছি যে প্রোটিনের থেকে ভিন্ন ব্যাকবোন রসায়নযুক্ত পলিমারগুলির জন্য, সেগমেন্টাল স্তরে সাইডচেইনের স্থানিক এবং অস্থায়ী অভিক্ষেপ প্রোগ্রামিং প্রোটিনের আচরণগুলি প্রতিলিপি করতে কার্যকর হতে পারে।" তারা আরও ব্যাখ্যা করেছেন যে পলিমার চেইনের ঘূর্ণন স্বাধীনতা মনোমার ক্রম নির্দিষ্টতার সীমাবদ্ধতাগুলি কাটিয়ে উঠতে সাহায্য করে, যা পলিমারগুলির মধ্যে সামঞ্জস্যপূর্ণ আচরণ নিশ্চিত করে।

এই এনজাইম নকলগুলির বিকাশের বিভিন্ন ক্ষেত্রে গুরুত্বপূর্ণ প্রভাব রয়েছে। ঐতিহ্যবাহী এনজাইম ইঞ্জিনিয়ারিং প্রায়শই প্রোটিন কাঠামোর জটিলতা এবং সক্রিয় সাইটগুলি পরিবর্তন করার অসুবিধা দ্বারা সীমাবদ্ধ। RHPs একটি আরও নমনীয় এবং সম্ভবত আরও মাপযোগ্য পদ্ধতি সরবরাহ করে। এটি নির্দিষ্ট শিল্প প্রক্রিয়াগুলির জন্য তৈরি করা অনুঘটক তৈরি করতে পারে, যা বর্জ্য এবং শক্তি খরচ হ্রাস করে। ওষুধ তৈরিতে, এনজাইম নকলগুলি রোগ-সম্পর্কিত প্রোটিনগুলিকে লক্ষ্য করতে বা জটিল ওষুধের অণুগুলিকে আরও দক্ষতার সাথে সংশ্লেষ করতে ব্যবহার করা যেতে পারে।

এই RHPs-এর নকশা এআই এবং মেশিন লার্নিংয়ের নীতিগুলিকে ব্যবহার করে। ধাতব প্রোটিনের সক্রিয় সাইটগুলির একটি বৃহৎ ডেটাসেট বিশ্লেষণ করে, গবেষকরা মূল বৈশিষ্ট্য এবং সম্পর্কগুলি সনাক্ত করেছেন যা পরে সিনথেটিক পলিমারগুলির নকশায় অন্তর্ভুক্ত করা হয়েছিল। এই ডেটা-চালিত পদ্ধতি উপকরণ বিজ্ঞান এবং বায়োটেকনোলজিতে এআই-এর ক্রমবর্ধমান ভূমিকাকে তুলে ধরে। গবেষণায় উল্লেখ করা হয়েছে, "পলিমারের ঘূর্ণন স্বাধীনতা ব্যবহার করে মনোমেরিক ক্রম নির্দিষ্টতার অভাব হ্রাস করা যেতে পারে এবং সামগ্রিক স্তরে আচরণের অভিন্নতা অর্জন করা যেতে পারে," যা কম্পিউটেশনাল মডেলিংয়ের মাধ্যমে পলিমার গতিবিদ্যা বোঝার গুরুত্ব নির্দেশ করে।

তবে, এখনও কিছু চ্যালেঞ্জ রয়ে গেছে। যদিও RHPs এনজাইমের মতো কার্যকলাপ প্রদর্শন করে, তবে তাদের দক্ষতা এবং নির্দিষ্টতা এখনও প্রাকৃতিক এনজাইমের সাথে মেলে না। এই পলিমারগুলির নকশা অপ্টিমাইজ করতে এবং বিভিন্ন প্রেক্ষাপটে তাদের সম্ভাব্য অ্যাপ্লিকেশনগুলি অন্বেষণ করতে আরও গবেষণা প্রয়োজন। দলটি RHPs-এর অনুঘটক কার্যকলাপ উন্নত করার এবং তারা যে প্রতিক্রিয়াগুলি অনুঘটক করতে পারে তার পরিসর প্রসারিত করার পদ্ধতিগুলি তদন্ত করার পরিকল্পনা করেছে। তারা বিভিন্ন RHP ডিজাইনের বৈশিষ্ট্যগুলি অনুমান করতে এআই ব্যবহারের বিষয়টিও অনুসন্ধান করছে, যা উন্নয়ন প্রক্রিয়াটিকে ত্বরান্বিত করবে।

এনজাইম নকল হিসাবে রেন্ডম হেটেরোপলিমার তৈরি বায়োইনস্পায়ার্ড উপকরণ বিজ্ঞানের একটি গুরুত্বপূর্ণ অগ্রগতি। প্রোটিন ইঞ্জিনিয়ারিং, পলিমার রসায়ন এবং কৃত্রিম বুদ্ধিমত্তার অন্তর্দৃষ্টিগুলিকে একত্রিত করে, গবেষকরা সিনথেটিক অনুঘটকের একটি নতুন প্রজন্মের পথ প্রশস্ত করছেন যা শিল্পগুলিকে রূপান্তরিত করতে এবং মানুষের স্বাস্থ্যের উন্নতি করতে পারে।