研究人员开发出能够模仿酶的无规异聚物 (RHPs)，有望彻底改变工业催化和药物开发。这项发表在《自然》杂志上的研究详细介绍了这些通过一锅法合成的合成聚合物如何通过策略性地定位关键单体以形成伪活性位点来复制蛋白质的功能。

该团队受到约 1,300 种金属蛋白活性位点分析的启发，设计了 RHPs，以统计方式调节包含关键单体的片段的化学特性，例如片段疏水性。这种方法使 RHPs 能够为这些单体提供类似蛋白质的微环境，使其能够发挥酶模拟物的作用。作者在论文中指出：“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进行空间和时间预测编程可以有效地复制蛋白质的行为。”

这些酶模拟物的创建解决了合成化学中一个长期存在的挑战：使用非蛋白质材料复制蛋白质的复杂功能。虽然科学家们已经成功地复制了蛋白质结构的某些方面，但由于蛋白质固有的异质性，实现功能相似性仍然难以捉摸。研究人员认为，通过利用聚合物的旋转自由度，他们可以克服单体序列特异性的限制，并在整体水平上实现均匀的行为。

这项研究的意义深远。传统的酶生产通常依赖于生物系统，这可能成本高昂且难以扩大规模。另一方面，RHPs 可以在实验室中合成，可能提供更高效且具有成本效益的替代方案。这可能会推动各个领域的进步，包括工业催化（其中酶用于加速化学反应）和药物开发（其中酶在药物设计和递送中起着至关重要的作用）。

RHPs 的开发也突显了人工智能 (AI) 在材料科学中日益重要的作用。人工智能算法可以分析大量的蛋白质结构和功能数据集，以识别可以在合成材料中复制的关键特征。这种数据驱动的方法加速了发现过程，并使研究人员能够设计具有特定性质和功能的材料。

展望未来，研究人员计划进一步优化 RHPs 的设计，并探索其在各个行业的潜在应用。他们还计划开发新的人工智能工具来辅助这些材料的设计和合成。最终目标是创建一个 RHPs 库，该库可用于在广泛的应用中替代或增强天然酶。