نانوزیم‌ها به دلیل پتانسـیل‌هایی که از خود در زمینه تقلید فعالیت‌های آنزیمی نشان داده‌اند، بسیار مورد توجه قرار گرفته‌اند به‌طوری‌که تحقیقات بسیاری در این حوزه در حال انجام است.

محققان سعی می‌کنند سازوکارعمل این آنزیم‌های مصنوعی را مشخص کنند و راه‌هایی را برای تنظیم فعالیت آنها بیابند.

این مواد در حوزه‌های مختلفی از تشخیص‌های پزشکی، درمان بیماری‌ها و نیز از بین بردن آلودگی‌های محیطی به کار رفته‌اند.

علی‌رغم مطالعات انجام‌شده، چالش‌هایی در حوزه نانوزیم‌ها وجود دارد. برای مثال در حال حاضر ساخت نانوزیم‌ها به صورت سعی و خطا انجام می‌شود و برای ساخت نانوزیم‌های مبتنی بر طراحی منطقی لازم است سازوکار عملکرد آنها روشن شود و در کنار مطالعات تجربی از محاسبات و شبیه‌سازی‌های کامپیوتری نیز کمک گرفت.

مفهوم نانوزیم‌های تک‌اتمی که تقلیدی از جایگاه‌های فعال آنزیم‌های طبیعی هستند لازم است با جدیت بیشتری بررسی شود.

در کنار تمامی این موارد، می‌توان از تکنیک‌های هـوش مصنوعی و یادگیری ماشین برای یافتن کاندیداهای بهتر نانوزیمی بهره برد. هر چه طراحی نانوزیم به جایگاه‌های اتصال و کاتالیتیکی آنزیم‌های طبیعی نزدیک‌تر باشد بیشتر می‌توان امید داشت که واکنش با اختصاصیت و بازدهی بالاتری انجام شود که در این زمینه نیاز به مطالعات بیشتری وجود دارد. 

اینکه نانوزیم‌ها به‌صورت چندکاره عمل می‌کنند در مواردی ممکن است مطلوب باشد اما امکان کنترل واکنش و نیز اختصاصیت واکنش نیز لازم است مورد توجه قرار گیرد.

عمده فعالیت‌های تقلیدشده توسط نانوزیم‌ها به هیدرولازها و نیز اکسیدوردوکتازها محدود می‌شود درحالی‌که انواع دیگری از آنزیم‌ها نیز وجود دارند که فعالیت آنها را می‌توان الگوبرداری و تقلید کرد. در این زمینه الگوبرداری از جایگاه فعال این آنزیم‌ها و الحاق آنها در نانوساختارهایی مانند چارچوب‌های آلی - فلزی می‌تواند راهکاری برای آینده باشد.

* پژوهشگر حوزه بیوفیزیک دانشگاه تهران

منبع: isti.ir

#