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，有效地创造出具有统计调节化学特性的酶模拟物。

这项研究解决了长期以来在合成上复制蛋白质复杂功能的挑战。虽然复制蛋白质的结构层次已经取得了一些成功，但实现其功能异质性仍然难以捉摸。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，可以模拟蛋白质的行为。此外，聚合物固有的旋转自由度可以弥补精确单体序列的不足，从而在整个集合中实现一致的行为。

研究作者指出：“我们引入关键单体作为蛋白质功能残基的等价物，并统计调节含有关键单体的片段的化学特性，例如片段疏水性。” 这种方法允许RHPs形成伪活性位点，为关键单体提供类似蛋白质的微环境。

这项研究的意义重大，可能会影响包括催化、药物输送和材料科学在内的各个领域。在工业过程中，酶模拟物可以为天然酶提供更稳定且更具成本效益的替代品。设计具有特定功能的聚合物的能力为创造具有定制性能的新材料打开了大门。

这些RHPs的开发也突显了人工智能（AI）在材料科学中日益增长的作用。研究人员使用了大量金属蛋白的数据来指导其聚合物的设计。人工智能算法可以分析庞大的数据集，以识别人类难以辨别的模式和关系，从而加速新材料的发现。这种方法符合使用人工智能优化材料性能和设计具有特定功能的新分子的更广泛趋势。

展望未来，研究人员计划进一步完善RHPs的设计，并探索其在各个领域的应用。创造能够模仿蛋白质功能的合成材料的能力可能会彻底改变许多行业，为复杂问题提供新的解决方案。这项研究代表了在创造人工酶和功能材料的道路上迈出的重要一步。