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।

शोधकर्ताओं ने पॉलिमर में विशिष्ट मोनोमर पेश किए, जो प्रोटीन में पाए जाने वाले कार्यात्मक अवशेषों के समकक्ष के रूप में कार्य करते हैं। इन प्रमुख मोनोमर वाले खंडों की रासायनिक विशेषताओं, जैसे कि खंडीय हाइड्रोफोबिसिटी को सांख्यिकीय रूप से समायोजित करके, टीम ने छद्म-सक्रिय स्थल बनाए। ये स्थल प्रमुख मोनोमर को प्रोटीन में पाए जाने वाले समान सूक्ष्म वातावरण प्रदान करते हैं, जिससे वे एंजाइम जैसे कार्य करने में सक्षम होते हैं।

अध्ययन के लेखकों ने कहा, "हमारा मानना है कि प्रोटीन से अलग रीढ़ की हड्डी वाले 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।" उन्होंने यह भी उल्लेख किया कि पॉलीमर श्रृंखलाओं की घूर्णी स्वतंत्रता मोनोमर अनुक्रम विशिष्टता में सीमाओं को दूर करने में मदद करती है, जिससे पूरे पॉलीमर समूह में सुसंगत व्यवहार होता है।

यह विकास सिंथेटिक रूप से प्रोटीन कार्यों को दोहराने में एक लंबे समय से चली आ रही चुनौती का समाधान करता है। जबकि पिछले प्रयासों ने प्रोटीन की प्राथमिक, माध्यमिक और तृतीयक संरचनाओं की नकल करने पर ध्यान केंद्रित किया है, प्रोटीन फ़ंक्शन के लिए महत्वपूर्ण रासायनिक, संरचनात्मक और गतिशील विषमता को प्राप्त करना मुश्किल रहा है। यह नया दृष्टिकोण खंडीय स्तर पर साइडचेन की स्थानिक और लौकिक व्यवस्था को प्रोग्राम करने पर केंद्रित है, जो सिंथेटिक पॉलिमर में प्रोटीन जैसे व्यवहारों को प्राप्त करने के लिए एक अलग रणनीति प्रदान करता है।

इस शोध के निहितार्थ उत्प्रेरण, दवा वितरण और सामग्री विज्ञान सहित विभिन्न क्षेत्रों तक फैले हुए हैं। एंजाइम मिमिक्स संभावित रूप से औद्योगिक प्रक्रियाओं में प्राकृतिक एंजाइमों को प्रतिस्थापित कर सकते हैं, जिससे अधिक स्थिरता और ट्यूनबिलिटी मिलती है। दवा वितरण में, इन पॉलिमर को विशिष्ट कोशिकाओं या ऊतकों को लक्षित करने के लिए डिज़ाइन किया जा सकता है, जिससे नियंत्रित तरीके से दवाएं निकलती हैं। इसके अलावा, प्रोटीन जैसे कार्यों वाली सामग्री बनाने की क्षमता से नए प्रकार के सेंसर, एक्चुएटर और अन्य उन्नत सामग्रियों का विकास हो सकता है।

शोधकर्ताओं का मानना है कि यह दृष्टिकोण उन्नत कार्यक्षमता और बहुमुखी प्रतिभा के साथ बायोइंस्पायर्ड सामग्रियों की एक नई पीढ़ी के लिए मार्ग प्रशस्त कर सकता है। भविष्य का शोध इन आरएचपी के डिजाइन को अनुकूलित करने और विभिन्न क्षेत्रों में उनके संभावित अनुप्रयोगों की खोज पर ध्यान केंद्रित करेगा। टीम डिजाइन प्रक्रिया को और परिष्कृत करने और इन जटिल पॉलिमर के व्यवहार की भविष्यवाणी करने के लिए एआई और मशीन लर्निंग के उपयोग की जांच करने की भी योजना बना रही है।