随机杂聚物可模仿酶的功能

尽管在复制蛋白质的一级、二级和三级结构层次方面已取得成功，但要通过合成方法实现植根于蛋白质化学、结构和动态异质性的功能，仍然是一个难题。研究人员提出，对于主链化学组成与蛋白质不同的聚合物，在片段水平上对侧链的空间和时间分布进行编程，可有效复制蛋白质的行为；同时，利用聚合物的旋转自由度，能够弥补单体序列特异性的不足，并在集合水平上实现行为的均一性。在此，在对约1300种金属蛋白的活性位点分析指导下，研究人员基于一锅法合成设计了随机杂聚物（RHPs）作为酶模拟物。他们引入关键单体作为蛋白质功能残基的等效物，并通过统计方法调节含有关键单体的片段的化学特性，例如片段疏水性。所得的随机杂聚物形成伪活性位点，为关键单体提供类蛋白质的微环境，使底物与催化性或辅因子结合侧链共定位，并催化如香茅醛的氧化和环化反应，且具有异胡薄荷醇/薄荷二醇选择性。这种随机杂聚物设计得到了类酶材料，它们能在非生物条件下保持催化活性，可兼容规模化加工，并具有更广泛的底物范围，包括环境中持久存在的抗生素四环素。