शोधकर्ताओं ने यादृच्छिक हेटरोपॉलिमर (आरएचपी) विकसित किए हैं जो एंजाइमों की नकल करते हैं, जिससे औद्योगिक उत्प्रेरण और दवा विकास में क्रांति आने की संभावना है। नेचर में प्रकाशित अध्ययन में, यह बताया गया है कि कैसे एक-पॉट संश्लेषण के माध्यम से बनाए गए ये सिंथेटिक पॉलिमर, प्रोटीन जैसे सूक्ष्म वातावरण बनाने के लिए साइडचेन को रणनीतिक रूप से रखकर प्रोटीन के व्यवहार को दोहरा सकते हैं।

लगभग 1,300 मेटालोप्रोटीन के सक्रिय स्थलों से प्रेरित होकर, टीम ने प्रमुख मोनोमर्स के साथ आरएचपी को प्रोटीन में कार्यात्मक अवशेषों के समकक्ष के रूप में डिज़ाइन किया। इन मोनोमर युक्त खंडों की रासायनिक विशेषताओं, जैसे कि खंडीय हाइड्रोफोबिसिटी को सांख्यिकीय रूप से संशोधित करके, शोधकर्ता पॉलिमर के भीतर छद्म-सक्रिय साइटें बनाने में सक्षम थे। यह दृष्टिकोण मोनोमर अनुक्रम विशिष्टता में सीमाओं को दूर करने के लिए पॉलिमर की घूर्णी स्वतंत्रता का लाभ उठाता है, जिससे पूरे समूह में एक समान व्यवहार प्राप्त होता है।

शोधकर्ताओं ने अपने प्रकाशन में कहा, "हमारा प्रस्ताव है कि प्रोटीन से अलग बैकबोन रसायन विज्ञान वाले पॉलिमर के लिए, खंडीय स्तर पर साइडचेन के स्थानिक और लौकिक अनुमानों को प्रोग्राम करना प्रोटीन व्यवहारों को दोहराने में प्रभावी हो सकता है।"

इन एंजाइम मिमिक्स का विकास सिंथेटिक रूप से प्रोटीन 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 को दोहराने में प्रगति की है, लेकिन प्रोटीन फ़ंक्शन के लिए महत्वपूर्ण रासायनिक, संरचनात्मक और गतिशील विषमताओं को प्राप्त करना मुश्किल बना हुआ है।

इस शोध के निहितार्थ महत्वपूर्ण हैं। एंजाइम कई औद्योगिक प्रक्रियाओं में आवश्यक उत्प्रेरक हैं, फार्मास्यूटिकल्स के उत्पादन से लेकर बायोफ्यूल के निर्माण तक। हालांकि, प्राकृतिक एंजाइमों का उत्पादन महंगा हो सकता है और प्रभावी ढंग से कार्य करने के लिए अक्सर विशिष्ट परिस्थितियों की आवश्यकता होती है। आरएचपी संभावित रूप से अधिक मजबूत और लागत प्रभावी विकल्प प्रदान करते हैं।

इसके अलावा, इन पॉलिमर के डिजाइन में कृत्रिम बुद्धिमत्ता के सिद्धांतों को शामिल किया गया है। शोधकर्ताओं ने एंजाइम फ़ंक्शन की नकल करने के लिए प्रमुख विशेषताओं की पहचान करने के लिए मेटालोप्रोटीन सक्रिय साइटों के एक विशाल डेटासेट का विश्लेषण किया। यह डेटा-संचालित दृष्टिकोण सामग्री विज्ञान में एआई की बढ़ती भूमिका पर प्रकाश डालता है, जिससे शोधकर्ताओं को विशिष्ट गुणों और कार्यों वाली सामग्री डिजाइन करने की अनुमति मिलती है।

अध्ययन में बताया गया है, "लगभग 1,300 मेटालोप्रोटीन के सक्रिय साइट विश्लेषण द्वारा निर्देशित, हम एक-पॉट संश्लेषण के आधार पर एंजाइम मिमिक्स के रूप में यादृच्छिक हेटरोपॉलिमर (आरएचपी) डिजाइन करते हैं।"

इस संदर्भ में एआई का उपयोग महत्वपूर्ण सामाजिक विचारों को भी उठाता है। जैसे-जैसे एआई वैज्ञानिक अनुसंधान में अधिक एकीकृत होता जा रहा है, यह सुनिश्चित करना महत्वपूर्ण है कि इन तकनीकों का उपयोग जिम्मेदारी और नैतिकता के साथ किया जाए। इसमें डेटासेट में संभावित पूर्वाग्रहों को दूर करना और एआई-संचालित डिजाइन प्रक्रियाओं में पारदर्शिता सुनिश्चित करना शामिल है।

इस शोध के अगले चरणों में आरएचपी के डिजाइन को और अनुकूलित करना और विभिन्न औद्योगिक और बायोमेडिकल संदर्भों में उनके अनुप्रयोगों की खोज करना शामिल है। शोधकर्ता एआई का उपयोग करके और भी अधिक जटिल और परिष्कृत एंजाइम मिमिक्स डिजाइन करने की क्षमता की भी जांच कर रहे हैं। इन आरएचपी का विकास बायोइंस्पायर्ड सामग्री के क्षेत्र में एक महत्वपूर्ण कदम का प्रतिनिधित्व करता है और वैज्ञानिक खोज को गति देने के लिए एआई की क्षमता पर प्रकाश डालता है।