नेचर में प्रकाशित एक अध्ययन के अनुसार, शोधकर्ताओं ने यादृच्छिक हेटरोपॉलीमर (आरएचपी) विकसित किए हैं जो एंजाइमों की नकल करते हैं, जो प्रोटीन जैसे कार्यों के साथ सिंथेटिक सामग्री बनाने के लिए एक नया दृष्टिकोण प्रदान करते हैं। लगभग 1,300 मेटालोप्रोटीन के सक्रिय स्थलों से प्रेरणा लेते हुए, टीम ने एक-पॉट संश्लेषण विधि का उपयोग करके इन आरएचपी को डिज़ाइन किया, प्रमुख मोनोमर युक्त खंडों की रासायनिक विशेषताओं को सांख्यिकीय रूप से संशोधित करके छद्म-सक्रिय स्थल बनाए।

यह शोध सिंथेटिक रूप से प्रोटीन के जटिल कार्यों को दोहराने में एक लंबे समय से चली आ रही चुनौती का समाधान करता है। जबकि वैज्ञानिकों ने प्रोटीन की प्राथमिक, द्वितीयक और तृतीयक संरचनाओं की नकल करने में प्रगति की है, रासायनिक, संरचनात्मक और गतिशील विषमता को प्राप्त करना जो प्रोटीन फ़ंक्शन को चलाता है, मुश्किल बना हुआ है। शोधकर्ताओं का प्रस्ताव है कि पॉलिमर में खंडीय स्तर पर साइडचेन की स्थानिक और लौकिक व्यवस्था को प्रोग्राम करके, प्रोटीन व्यवहारों को दोहराना संभव है, भले ही रीढ़ की हड्डी रसायन प्रोटीन से अलग हो।

शोधकर्ताओं ने अपने पेपर में कहा, "हम प्रमुख मोनोमर्स को प्रोटीन के कार्यात्मक अवशेषों के समकक्ष के रूप में पेश करते हैं," प्रोटीन सक्रिय स्थलों के सूक्ष्म वातावरण की नकल करने के महत्व पर जोर देते हुए। पॉलिमर की घूर्णी स्वतंत्रता मोनोमर अनुक्रम विशिष्टता में सीमाओं को दूर करने में मदद करती है, जिससे अणुओं के समूह में एक समान व्यवहार होता है।

इन एंजाइम मिमिक्स के विकास में उत्प्रेरक, दवा वितरण और सामग्री विज्ञान सहित विभिन्न क्षेत्रों के लिए संभावित निहितार्थ हैं। सिंथेटिक सामग्री बनाकर जो विशिष्ट रासायनिक प्रतिक्रियाएं कर सकती हैं या उच्च आत्मीयता के साथ लक्षित अणुओं से बंध सकती हैं, वैज्ञानिक नए उपचार, अधिक कुशल औद्योगिक प्रक्रियाएं और अनुरूप गुणों वाली उन्नत सामग्री विकसित कर सकते हैं।

मेटालोप्रोटीन के सक्रिय स्थलों का विश्लेषण करने में एआई के उपयोग ने आरएचपी के डिजाइन का मार्गदर्शन करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाई। मशीन लर्निंग एल्गोरिदम बड़े डेटासेट में प्रमुख विशेषताओं और पैटर्न की पहचान कर सकते हैं, जिससे शोधकर्ताओं को अपनी सिंथेटिक सामग्री की संरचना और संरचना के बारे में सूचित निर्णय लेने में मदद मिलती है। यह दृष्टिकोण सामग्री की खोज और डिजाइन में एआई के बढ़ते महत्व पर प्रकाश डालता है।

आगे देखते हुए, शोधकर्ताओं ने आरएचपी के डिजाइन को और अनुकूलित करने और विभिन्न क्षेत्रों में उनके संभावित अनुप्रयोगों का पता लगाने की योजना बनाई है। उनका उद्देश्य पॉलिमर के भीतर मोनोमर्स की स्थानिक और लौकिक व्यवस्था को नियंत्रित करने के लिए नई विधियों का विकास करना भी है, जिससे और भी परिष्कृत एंजाइम मिमिक्स बन सकते हैं। टीम का मानना है कि यह दृष्टिकोण प्रोटीन जैसे कार्यों के साथ सिंथेटिक सामग्री की एक नई पीढ़ी के लिए मार्ग प्रशस्त कर सकता है, जो वैज्ञानिक और तकनीकी नवाचार के लिए अवसरों की एक विस्तृत श्रृंखला पेश करता है।