根据发表在《自然》杂志上的一项研究，研究人员开发出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。

研究人员将特定的单体引入聚合物中，充当蛋白质中功能残基的等价物。通过统计调整包含这些关键单体的片段的化学特性，例如片段疏水性，该团队创建了伪活性位点。这些位点为关键单体提供了类似于蛋白质中的微环境，使其能够执行类似酶的功能。

研究作者表示：“我们认为，对于具有与蛋白质不同的骨架化学性质的聚合物，在片段水平上对侧链的空间和时间投影进行编程，可以有效地复制蛋白质的行为。” 他们还指出，聚合物链的旋转自由度有助于克服单体序列特异性的限制，从而在整个聚合物集合中实现一致的行为。

这项开发成果解决了合成复制蛋白质功能方面长期存在的挑战。虽然之前的努力主要集中在模仿蛋白质的一级、二级和三级结构，但实现对蛋白质功能至关重要的化学、结构和动态异质性仍然很困难。这种新方法侧重于在片段水平上对侧链的空间和时间排列进行编程，为在合成聚合物中实现类蛋白质行为提供了一种不同的策略。

这项研究的意义扩展到包括催化、药物递送和材料科学在内的各个领域。酶模拟物有可能取代工业过程中的天然酶，从而提供更高的稳定性和可调性。在药物递送方面，这些聚合物可以被设计成靶向特定的细胞或组织，以受控的方式释放药物。此外，创造具有类蛋白质功能的材料的能力可能会导致新型传感器、致动器和其他先进材料的开发。

研究人员认为，这种方法可以为新一代具有增强功能和通用性的仿生材料铺平道路。未来的研究将侧重于优化这些 RHPs 的设计，并探索它们在各个领域的潜在应用。该团队还计划研究使用人工智能和机器学习来进一步完善设计过程并预测这些复杂聚合物的行为。