据《自然》杂志发表的一项研究显示，研究人员开发出能够模仿酶的无规异聚物 (RHPs)，为创造具有类蛋白质功能的合成材料提供了一种新方法。该团队从大约 1300 种金属蛋白的活性位点中汲取灵感，使用一锅合成法设计了这些 RHPs，有效地创造了酶的模拟物。

这项研究解决了在合成上复制蛋白质复杂功能的长期挑战。虽然科学家们在模仿蛋白质的一级、二级和三级结构方面取得了进展，但重现其功能异质性已被证明是困难的。研究人员提出，通过对聚合物中片段水平的侧链进行空间和时间排列编程，即使骨架化学性质与蛋白质不同，他们也可以有效地复制蛋白质的行为。

研究人员在他们的论文中表示：“我们引入关键单体作为蛋白质功能残基的等价物，并统计性地调节含关键单体片段的化学特性，例如片段疏水性。” 这种调节使 RHPs 能够形成伪活性位点，为关键单体提供类似蛋白质的微环境。

这项发展的重要性在于它具有创造具有定制催化活性的合成材料的潜力。酶是加速化学反应的生物催化剂，它们的合成模拟物可以在医学、材料科学和环境修复等领域具有广泛的应用。

无规异聚物的使用尤其值得关注，因为它利用了聚合物的旋转自由度来克服单体序列特异性的限制。这种方法允许创造在整体水平上具有一致行为的材料，即使单体的精确序列存在差异。这一点至关重要，因为在聚合物合成中实现完美的序列控制可能具有挑战性。

研究人员认为，他们的方法代表了生物启发材料领域的一个重大进步。通过关注含关键单体片段的化学特性，他们已经能够创造出表现出类蛋白质行为的 RHPs。该团队希望这项工作能够激发对功能聚合物的设计和合成的进一步研究，并在各个领域得到应用。未来的研究可能会集中在改进 RHPs 的设计，以提高其催化活性和选择性，并探索其在特定应用中的潜力。