नेचर में प्रकाशित एक अध्ययन के अनुसार, शोधकर्ताओं ने सिंथेटिक पॉलिमर विकसित किए हैं जो एंजाइमों के कार्य की नकल करते हैं, जिससे कृत्रिम उत्प्रेरक बनाने के लिए एक नया दृष्टिकोण मिलता है। टीम ने रैंडम हेटरोपॉलिमर (आरएचपी) पर ध्यान केंद्रित किया, जो विभिन्न मोनोमर्स से बने पॉलिमर हैं जो बेतरतीब ढंग से व्यवस्थित होते हैं, ताकि प्रोटीन के जटिल रासायनिक और संरचनात्मक गुणों को दोहराया जा सके।

यह शोध सामग्री विज्ञान में एक लंबे समय से चली आ रही चुनौती का समाधान करता है: सिंथेटिक सामग्री बनाना जो प्राकृतिक प्रोटीन के जटिल कार्यों को कर सके। जबकि वैज्ञानिकों ने प्रोटीन की संरचना को दोहराने में प्रगति की है, लेकिन समान कार्यक्षमता प्राप्त करना मुश्किल साबित हुआ है। टीम के दृष्टिकोण में खंडीय स्तर पर पॉलिमर के भीतर साइडचेन की स्थानिक व्यवस्था को प्रोग्राम करना शामिल है, जो प्रभावी रूप से एंजाइमों के सक्रिय स्थलों की नकल करता है।

शोधकर्ताओं ने अपने पेपर में कहा, "हमारा मानना है कि प्रोटीन से अलग बैकबोन रसायन विज्ञान वाले पॉलिमर के लिए, खंडीय स्तर पर साइडचेन के स्थानिक और अस्थायी अनुमानों को प्रोग्राम करना प्रोटीन व्यवहारों को दोहराने में प्रभावी हो सकता है।" उन्होंने यह भी उल्लेख किया कि पॉलिमर की घूर्णी स्वतंत्रता सटीक मोनोमर अनुक्रमण की कमी की भरपाई कर सकती है, जिससे सामग्री में अधिक सुसंगत व्यवहार हो सकता है।

आरएचपी का डिज़ाइन लगभग 1,300 मेटालोप्रोटीन के विश्लेषण द्वारा सूचित किया गया था, जिसमें सक्रिय स्थलों पर ध्यान केंद्रित किया गया था जहाँ उत्प्रेरक गतिविधि होती है। प्रमुख मोनोमर्स को प्रोटीन में कार्यात्मक अवशेषों के समकक्ष के रूप में आरएचपी में पेश किया गया था, और इन मोनोमर्स वाले खंडों की रासायनिक विशेषताओं को सांख्यिकीय रूप से संशोधित किया गया था, जिसमें खंडीय हाइड्रोफोबिसिटी भी शामिल है। इस प्रक्रिया के परिणामस्वरूप आरएचपी के भीतर छद्म-सक्रिय स्थलों का निर्माण हुआ, जिससे प्रमुख मोनोमर्स को प्रोटीन जैसी सूक्ष्म वातावरण मिला।

इस शोध के निहितार्थ उत्प्रेरक, दवा वितरण और सामग्री विज्ञान सहित विभिन्न क्षेत्रों के लिए महत्वपूर्ण हैं। कृत्रिम एंजाइम संभावित रूप से औद्योगिक प्रक्रियाओं में प्राकृतिक एंजाइमों को प्रतिस्थापित कर सकते हैं, जिससे अधिक स्थिरता और ट्यून करने की क्षमता मिलती है। इसके अलावा, विशिष्ट उत्प्रेरक कार्यों वाले पॉलिमर को डिज़ाइन करने की क्षमता से अद्वितीय गुणों वाली नई सामग्रियों का विकास हो सकता है।

इन एंजाइम मिमिक्स का विकास सामग्री डिजाइन में कृत्रिम बुद्धिमत्ता (एआई) की बढ़ती भूमिका को भी उजागर करता है। हालांकि स्रोत सामग्री में स्पष्ट रूप से नहीं कहा गया है, लेकिन 1,300 मेटालोप्रोटीन के विश्लेषण में संभवतः प्रमुख विशेषताओं की पहचान करने और आरएचपी के डिजाइन का मार्गदर्शन करने के लिए कम्प्यूटेशनल उपकरणों और एल्गोरिदम का उपयोग शामिल था। एआई का उपयोग तेजी से नई सामग्रियों के गुणों की भविष्यवाणी करके और उनकी संरचना को अनुकूलित करके सामग्री की खोज को गति देने के लिए किया जा रहा है।

इस शोध के अगले चरणों में आरएचपी का और अनुकूलन और विभिन्न क्षेत्रों में उनकी संभावित अनुप्रयोगों की खोज शामिल है। शोधकर्ताओं ने और भी अधिक जटिल और कुशल एंजाइम मिमिक्स को डिजाइन करने के लिए एआई के उपयोग की जांच करने की भी योजना बनाई है। अनुरूप गुणों वाले कृत्रिम एंजाइम बनाने की क्षमता विभिन्न उद्योगों में क्रांति ला सकती है और नई तकनीकों के विकास को जन्म दे सकती है।