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 यादृच्छिक 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।

वैज्ञानिकों ने अपने आरएचपी को डिजाइन करने के लिए लगभग 1,300 मेटालोप्रोटीन के सक्रिय स्थलों से प्रेरणा ली। उन्होंने इन पॉलिमर को बनाने के लिए एक-पॉट संश्लेषण विधि का उपयोग किया, जिसमें प्रमुख मोनोमर्स को शामिल किया गया जो प्रोटीन में पाए जाने वाले कार्यात्मक अवशेषों के समकक्ष के रूप में कार्य करते हैं। इन प्रमुख मोनोमर्स वाले खंडों की रासायनिक विशेषताओं, जैसे कि खंडीय हाइड्रोफोबिसिटी को सांख्यिकीय रूप से नियंत्रित करके, शोधकर्ता छद्म-सक्रिय साइटें बनाने में सक्षम थे जो प्रोटीन जैसा सूक्ष्म वातावरण प्रदान करते हैं।

शोधकर्ताओं ने अपने पेपर में कहा, "हमारा मानना है कि प्रोटीन से अलग बैकबोन रसायन 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 कहा कि पॉलिमर की घूर्णी स्वतंत्रता सटीक मोनोमर अनुक्रमण की कमी की भरपाई कर सकती है, जिससे पॉलिमर के पूरे समूह में लगातार व्यवहार होता है।

इन एंजाइम मिमिक्स के विकास का चिकित्सा, सामग्री विज्ञान और पर्यावरण सुधार सहित विभिन्न क्षेत्रों के लिए महत्वपूर्ण प्रभाव हो सकता है। कृत्रिम एंजाइमों का उपयोग संभावित रूप से औद्योगिक प्रक्रियाओं में रासायनिक प्रतिक्रियाओं को उत्प्रेरित करने, नई दवा उपचार विकसित करने या पर्यावरण में प्रदूषकों को तोड़ने के लिए किया जा सकता है।

अध्ययन बायोइंस्पायर्ड सामग्रियों में बढ़ती रुचि पर प्रकाश डालता है, जो जैविक प्रणालियों में पाई जाने वाली जटिल कार्यात्मकताओं को दोहराने का प्रयास करते हैं। जबकि पिछले प्रयासों ने प्रोटीन की प्राथमिक, माध्यमिक और तृतीयक संरचनाओं को दोहराने पर ध्यान केंद्रित किया है, यह शोध प्रोटीन जैसे कार्यों को प्राप्त करने में रासायनिक, संरचनात्मक और गतिशील विषमताओं के महत्व पर जोर देता है।

कृत्रिम एंजाइम बनाने में चुनौतियों में से एक प्राकृतिक एंजाइमों के समान स्तर की विशिष्टता और दक्षता प्राप्त करना है। प्राकृतिक एंजाइम लाखों वर्षों में विशिष्ट प्रतिक्रियाओं को सटीक रूप से उत्प्रेरित करने के लिए विकसित हुए हैं। इस क्षेत्र में एआई और मशीन लर्निंग का उपयोग तेजी से महत्वपूर्ण होता जा रहा है, जिससे शोधकर्ताओं को वांछित गुणों वाले सिंथेटिक एंजाइमों को डिजाइन और अनुकूलित करने में मदद मिलती है। एआई एल्गोरिदम प्रोटीन संरचनाओं और कार्यों पर डेटा की विशाल मात्रा का विश्लेषण कर सकते हैं ताकि उत्प्रेरक गतिविधि में योगदान करने वाली प्रमुख विशेषताओं की पहचान की जा सके। इन विशेषताओं को तब सिंथेटिक पॉलिमर के डिजाइन में शामिल किया जा सकता है।

शोधकर्ताओं का मानना है कि आरएचपी और अन्य एंजाइम मिमिक्स के आगे विकास से बेहतर प्रदर्शन और बहुमुखी प्रतिभा वाले उत्प्रेरकों की एक नई पीढ़ी का निर्माण हो सकता है। भविष्य के शोध में इन पॉलिमर के डिजाइन और संश्लेषण में सुधार, साथ ही विभिन्न क्षेत्रों में उनके संभावित अनुप्रयोगों की खोज पर ध्यान केंद्रित किए जाने की संभावना है। टीम आरएचपी के डिजाइन को और परिष्कृत करने और उनकी उत्प्रेरक गतिविधि को अनुकूलित करने के लिए एआई-संचालित विधियों के उपयोग की जांच करने की योजना बना रही है।