연구진은 Nature지에 발표된 연구에 따르면 효소를 모방하는 무작위 이종 중합체(RHP)를 개발하여 단백질과 유사한 기능을 가진 합성 물질을 만드는 새로운 접근 방식을 제시했습니다. 약 1,300개의 금속 단백질의 활성 부위에서 영감을 얻은 연구팀은 원팟 합성법을 사용하여 이러한 RHP를 설계하여 효과적으로 효소 모방체를 만들었습니다.

이 연구는 단백질의 복잡한 기능을 합성적으로 복제하는 데 있어 오랜 과제를 해결합니다. 과학자들은 단백질의 1차, 2차 및 3차 구조를 모방하는 데 진전을 이루었지만 기능적 이질성을 재현하는 것은 어려운 것으로 입증되었습니다. 연구진은 중합체의 분절 수준에서 곁사슬의 공간적 및 시간적 배열을 프로그래밍함으로써 단백질과 다른 골격 화학을 사용하더라도 단백질 행동을 효과적으로 복제할 수 있다고 제안합니다.

연구진은 논문에서 "우리는 주요 단량체를 단백질의 기능적 잔기와 동등한 것으로 도입하고 주요 단량체 함유 분절의 화학적 특성(예: 분절 소수성)을 통계적으로 조절합니다."라고 밝혔습니다. 이러한 조절을 통해 RHP는 유사 활성 부위를 형성하여 주요 단량체에 단백질과 유사한 미세 환경을 제공할 수 있습니다.

이 개발의 중요성은 맞춤형 촉매 활성을 가진 합성 물질을 만들 수 있는 잠재력에 있습니다. 효소는 화학 반응을 가속화하는 생물학적 촉매이며, 합성 모방체는 의학, 재료 과학 및 환경 정화와 같은 분야에서 광범위한 응용 분야를 가질 수 있습니다.

무작위 이종 중합체의 사용은 특히 주목할 만한데, 이는 단량체 서열 특이성의 한계를 극복하기 위해 중합체의 회전 자유도를 활용하기 때문입니다. 이 접근 방식을 통해 단량체의 정확한 서열에 변동이 있더라도 앙상블 수준에서 균일한 거동을 보이는 재료를 만들 수 있습니다. 중합체 합성에서 완벽한 서열 제어를 달성하는 것이 어려울 수 있기 때문에 이는 매우 중요합니다.

연구진은 그들의 접근 방식이 생체 모방 재료 분야에서 중요한 진전을 나타낸다고 믿습니다. 주요 단량체 함유 분절의 화학적 특성에 초점을 맞춤으로써 단백질과 유사한 거동을 나타내는 RHP를 만들 수 있었습니다. 연구팀은 이 연구가 다양한 분야에서 응용 분야를 가진 기능성 중합체의 설계 및 합성에 대한 추가 연구에 영감을 주기를 바랍니다. 향후 연구는 촉매 활성 및 선택성을 개선하기 위해 RHP 설계를 개선하고 특정 응용 분야에서 사용될 가능성을 탐구하는 데 중점을 둘 수 있습니다.