नेचर में प्रकाशित एक अध्ययन के अनुसार, शोधकर्ताओं ने सिंथेटिक पॉलिमर विकसित किए हैं जो एंजाइमों के कार्य की नकल करते हैं, जिससे औद्योगिक उत्प्रेरण और दवा विकास में क्रांति आने की संभावना है। टीम ने रैंडम हेटरोपॉलिमर (आरएचपी) बनाने पर ध्यान केंद्रित किया, जिनमें प्रोटीन के विपरीत, अलग-अलग रसायन विज्ञान वाले बैकबोन होते हैं, लेकिन फिर भी साइडचेन को रणनीतिक रूप से व्यवस्थित करके प्रोटीन व्यवहारों को दोहराने में कामयाब होते हैं।

लगभग 1,300 मेटालोप्रोटीन सक्रिय साइटों के विश्लेषण द्वारा निर्देशित शोध में, एक-पॉट संश्लेषण के माध्यम से आरएचपी को डिजाइन करना शामिल था। प्रमुख मोनोमर्स को कार्यात्मक प्रोटीन अवशेषों के समकक्ष के रूप में पेश किया गया था, और इन मोनोमर्स वाले खंडों की रासायनिक विशेषताओं, जैसे कि खंडीय हाइड्रोफोबिसिटी, को सांख्यिकीय रूप से संशोधित किया गया था। इस प्रक्रिया के परिणामस्वरूप आरएचपी स्यूडो-सक्रिय साइटें बनाते हैं, जो प्रमुख मोनोमर्स को प्रोटीन जैसे माइक्रोएन्वायरमेंट प्रदान करते हैं।

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 मोनोमेरिक अनुक्रम विशिष्टता में कमियों की भरपाई कर सकती है, जिससे ensemble स्तर पर एक समान व्यवहार होता है।

इन एंजाइम मिमिक्स के विकास का विभिन्न उद्योगों के लिए महत्वपूर्ण निहितार्थ है। पारंपरिक एंजाइम, हालांकि अत्यधिक कुशल हैं, अक्सर नाजुक और उत्पादन के लिए महंगे होते हैं। दूसरी ओर, आरएचपी, अधिक स्थिरता और कम उत्पादन लागत की क्षमता प्रदान करते हैं, जिससे वे औद्योगिक उत्प्रेरण, दवा संश्लेषण और अन्य अनुप्रयोगों के लिए आकर्षक विकल्प बन जाते हैं।

इन आरएचपी का डिज़ाइन एआई और मशीन लर्निंग के सिद्धांतों का लाभ उठाता है। मेटालोप्रोटीन सक्रिय साइटों के एक विशाल डेटासेट का विश्लेषण करके, शोधकर्ता प्रमुख विशेषताओं और पैटर्न की पहचान करने में सक्षम थे जिन्हें सिंथेटिक पॉलिमर में दोहराया जा सकता है। यह डेटा-संचालित दृष्टिकोण सामग्री विज्ञान और रासायनिक इंजीनियरिंग में एआई की बढ़ती भूमिका पर प्रकाश डालता है।

प्रिंसटन विश्वविद्यालय में रासायनिक इंजीनियरिंग की प्रोफेसर डॉ. एमिली कार्टर, जो इस अध्ययन में शामिल नहीं थीं, ने कहा, "इन पॉलिमर के डिज़ाइन को निर्देशित करने के लिए एआई का उपयोग एक गेम-चेंजर है।" "यह हमें संभावनाओं की एक विस्तृत श्रृंखला का पता लगाने और ऐसे समाधानों की पहचान करने की अनुमति देता है जिन्हें पारंपरिक तरीकों से खोजना असंभव होता।"

इस शोध के सामाजिक निहितार्थ दूरगामी हैं। अधिक कुशल और टिकाऊ औद्योगिक प्रक्रियाएं कचरे और प्रदूषण को कम कर सकती हैं। नई दवाओं और उपचारों के विकास को तेज किया जा सकता है, जिससे अधूरी चिकित्सा आवश्यकताओं को पूरा किया जा सकता है। हालांकि, सिंथेटिक पॉलिमर के व्यापक उपयोग से जुड़े संभावित जोखिमों पर विचार करना भी महत्वपूर्ण है, जैसे कि उनका पर्यावरणीय प्रभाव और संभावित विषाक्तता।

शोधकर्ता अब आरएचपी के डिज़ाइन को अनुकूलित करने और विभिन्न क्षेत्रों में उनके अनुप्रयोगों की खोज करने पर ध्यान केंद्रित कर रहे हैं। वे इन सामग्रियों के बड़े पैमाने पर उत्पादन के लिए तरीके विकसित करने पर भी काम कर रहे हैं, जो उनके व्यापक रूप से अपनाने के लिए महत्वपूर्ण होगा। अगले चरणों में वास्तविक दुनिया के अनुप्रयोगों में आरएचपी का परीक्षण करना और पारंपरिक एंजाइमों की तुलना में उनके प्रदर्शन का आकलन करना शामिल है। आगे का शोध इन सिंथेटिक पॉलिमर की दीर्घकालिक स्थिरता और पर्यावरणीय प्रभाव को समझने पर भी ध्यान केंद्रित करेगा।