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 वाले सिंथेटिक सामग्रियों 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, प्रभावी रूप से सांख्यिकीय रूप से संशोधित रासायनिक विशेषताओं के साथ एंजाइम मिमिक्स का निर्माण किया।

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 प्रोटीन के संरचनात्मक पदानुक्रम को दोहराने में कुछ सफलता मिली है, उनकी कार्यात्मक विषमता को प्राप्त करना मुश्किल बना हुआ है। शोधकर्ताओं का प्रस्ताव है कि पॉलिमर में खंडीय स्तर पर साइडचेन की स्थानिक और लौकिक व्यवस्था को प्रोग्राम करके, प्रोटीन व्यवहार की नकल करना संभव है। इसके अलावा, पॉलिमर में निहित घूर्णी स्वतंत्रता सटीक मोनोमर अनुक्रमण की कमी की भरपाई कर सकती है, जिससे पूरे समूह में समान व्यवहार हो सकता है।

अध्ययन के लेखकों ने उल्लेख किया, "हम प्रमुख मोनोमर्स को प्रोटीन के कार्यात्मक अवशेषों के समकक्ष के रूप में पेश करते हैं और प्रमुख मोनोमर युक्त खंडों की रासायनिक विशेषताओं, जैसे कि खंडीय हाइड्रोफोबिसिटी को सांख्यिकीय रूप से संशोधित करते हैं।" यह दृष्टिकोण आरएचपी को छद्म-सक्रिय साइटें बनाने की अनुमति देता है, जो प्रमुख मोनोमर्स को प्रोटीन जैसी सूक्ष्म वातावरण प्रदान करता है।

इस शोध के निहितार्थ महत्वपूर्ण हैं, जो संभावित रूप से उत्प्रेरण, दवा वितरण और सामग्री विज्ञान सहित विभिन्न क्षेत्रों को प्रभावित करते हैं। एंजाइम मिमिक्स औद्योगिक प्रक्रियाओं में प्राकृतिक एंजाइमों के लिए अधिक स्थिर और लागत प्रभावी विकल्प प्रदान कर सकते हैं। विशिष्ट कार्यात्मकताओं वाले पॉलिमर को डिजाइन करने की क्षमता विशिष्ट गुणों वाली नई सामग्री बनाने के द्वार खोलती है।

इन आरएचपी का विकास सामग्री विज्ञान में कृत्रिम बुद्धिमत्ता (एआई) की बढ़ती भूमिका पर भी प्रकाश डालता है। शोधकर्ताओं ने अपने पॉलिमर के डिजाइन का मार्गदर्शन करने के लिए बड़ी संख्या में मेटालोप्रोटीन से डेटा का उपयोग किया। एआई एल्गोरिदम विशाल डेटासेट का विश्लेषण करके उन पैटर्न और संबंधों की पहचान कर सकते हैं जिन्हें मनुष्यों के लिए समझना मुश्किल होगा, जिससे नई सामग्रियों की खोज में तेजी आएगी। यह दृष्टिकोण सामग्री गुणों को अनुकूलित करने और विशिष्ट कार्यों के साथ नए अणुओं को डिजाइन करने के लिए एआई का उपयोग करने की व्यापक प्रवृत्ति के साथ संरेखित है।

आगे देखते हुए, शोधकर्ताओं ने आरएचपी के डिजाइन को और परिष्कृत करने और विभिन्न क्षेत्रों में उनके अनुप्रयोगों का पता लगाने की योजना बनाई है। सिंथेटिक सामग्री बनाने की क्षमता जो प्रोटीन के कार्यों की नकल करती है, कई उद्योगों में क्रांति ला सकती है, जटिल समस्याओं के नए समाधान पेश करती है। यह अध्ययन कृत्रिम एंजाइमों और कार्यात्मक सामग्रियों को बनाने की खोज में एक महत्वपूर्ण कदम का प्रतिनिधित्व करता है।