合成高分子可以获得多层面的底物识别和催化等方面的信息，不仅是构筑酶活力中心的有效支撑物，还能获得酶活力中心的柔性和诱导契合等重要特性。常见的聚合物模拟酶催化的反应类型多为水解反应。

将水杨酸通过铁离子的复合，以聚乙二胺（PEI）为骨架，将能够发挥协同作用的3个水杨酸分子固定在临近位置（图1），水杨酸与铁离子复合后，可以发挥强烈的蛋白质水解能力，将催化蛋白质水解的半衰期降到1小时。通常在中性pH值、室温条件下该水解过程半衰期为500～1000年。

图1 聚合物模拟酶水解蛋白质模型

多金属活性中心是多种金属酶的主要特征，活性中心金属离子的协同性促进酶的催化。为了构筑以聚合物为基础的三核金属离子活性中心，可将多胺三铜复合物（图2a）与氯甲基苯乙烯反应，制得苯乙烯修饰的复合物（图2b），用氢化钠（NaH）还原获得三核铜催化中心（图2c），该聚合物催化蛋白质水解的能力超过相应的抗体酶。

图2 聚合物三核金属中心模型

组合法被用于组合聚合物模拟酶的开发中。将8种功能性的基团通过酰胺键随机地连接到聚丙烯酰胺的骨架上，然后以不同的方式添加锌离子（Zn²⁺）、铁离子（Fe³⁺）或者镁离子（Mg²⁺）（图3），数百种潜在的聚合物催化剂被迅速合成，每种的性质和功能基团数量都各不相同。这种组合聚合物催化磷酸水解所发挥出磷酸酶活力的反应速率可以比抗体酶高3000倍。

图3 聚合物的人工磷酸酶模型