高分子仿生學

　　高分子化學的一個新的研究領域，它是在分子水準上研究和模擬生物大分子的各項功能。

　　20世紀初，人們已能用化學方法制得與天然橡膠性能相似的合成橡膠。30年代末，又研製成功可與天然蠶絲媲美的合成纖維耐綸66。70年代以來，隨著生物學尤其是分子生物學的迅速發展，高分子仿生學的研究工作進入瞭一個新的階段，主要的研究內容包括：①模擬生物大分子在體內的化學反應過程，如蛋白質及核酸的合成、酶的催化作用；②模擬生物體內的物質輸送過程，如模模擬生物膜以及細胞的功能；③模擬生物體內的能量轉換過程，如模擬光合作用、固氮作用等。

　　模擬酶　酶是由多種氨基酸組成的生物大分子，它的大分子結構對於發揮酶的專一、高效的催化功能起著極為重要的作用。高分子模擬酶主要是在合成高分子中有選擇地引入酶的活性功能基，以模擬酶的結構特征和催化功能。

　　模擬核酸　脫氧核糖核酸DNA是由脫氧核苷酸單體組成的生物大分子。它通過大分子中腺嘌呤、胸腺嘧啶、胞嘧啶和鳥嘌呤四種堿基的排列順序來貯存信息，並通守堿基氫鍵配對來進行復制和轉錄。模擬核酸的研究主要集中於這方面的結構和功能。在基因工程中，利用人工合成的模擬片斷去改變DNA的化學結構，以進行改變生物遺傳特性的研究。

　　模擬核酸的高分子藥物研究是一個很活躍的領域。近幾年來，在不同主鏈結構的高分子中，引入核酸堿基、堿基衍生物或核酸堿基類似物的研究，主要是為瞭尋找抗腫瘤和抗病毒的新藥物。

　　將DNA的復制和轉錄原理用於模板聚合的研究，也是高分子化學傢初步研究的一個仿生課題，如將腺嘌呤引入大分子碳鏈上，作為含胸腺嘧啶單體的模板，單體的聚合速率比不用模板時要快得多。

　　模擬生物膜　生物膜主要由蛋白質和類脂構成，有很精密的結構，在生物體內起著分離、信息傳遞、蛋白質合成等功能作用。模擬生物膜就是利用高分子材料良好的力學性能，通過引入各種功能基團來模擬生物膜的功能。當前，在一些工業較先進的國傢中，十分重視仿生功能性高分子膜的研究。已出現一些值得註意的動向，如有人利用高分子反應的方法，合成分子中帶有部分酚酞基團的聚對-羥基苯乙烯，然後將它與乙酸纖維素共混制成薄膜。這種仿生高分子膜在一定的條件下能使鉀離子和鈉離子有選擇地從低濃端通過薄膜進到高濃端，顯示具有生物膜那種活性遷移的特性。

　　活性多肽類似物　活性多肽是指微量存在於生物體內、具有特殊生理功能的多肽類物質。如甲硫腦啡肽Tyr-Gly-Gly-Phe-Met的功能之一是具有鎮痛作用，但是其分子中第一位的酪氨酸和第二位的甘氨酸之間的肽鍵，在體內極易被酶解而失效。若用D-丙氨酸取代第二位的甘氨酸，所得到的類似物Tyr-D-Ala-Gly-Phe-Met的鎮痛作用比甲硫腦啡肽延長30倍。