酶的分子改造

由于酶是生物细胞产生的，因此其最适作用条件常常是常温、中性pH范围。但是酶在被应用时，往往会置于体外的各种环境中，而这些环境常会引起酶的不稳定。为此，人们希望通过对酶分子的改造，使其能适应多方面的需要。对酶分子的改造一般有以下两种方法：

1.分子修饰

通过对主链的剪接切割和侧链的化学修饰来改造酶分子，如水解去除酶的部分非活性主链，利用修饰剂对酶分子上的某些侧链基团（尽可能选择非必需基团）进行共价修饰，辅助因子的置换等，以提高酶活力，改进酶的稳定性和对环境的适应性。

2.生物酶工程

通过遗传工程手段改造编码酶分子的基因也可达到改变酶分子的目的。这一过程包括三个方面内容：① 用基因工程技术生产克隆酶；② 修饰酶基因；③ 设计出新酶基因，合成自然界中从未有过的酶。

酶的克隆是指用基因工程的方法将酶编码基因克隆至微生物受体中，使其在微生物中高效表达，并通过发酵大量生产的一种技术。目前已有凝乳酶、尿激酶等100多种酶克隆成功。凝乳酶是生产乳酪所必需的酶，早先从小牛胃膜中提取，现将小牛凝乳酶基因克隆至酵母菌中，表达产生的凝乳酶与天然酶的性质完全一样。克隆酶在宿主中有两种表达方式，其一是利用自身携带的起始密码子合成酶蛋白，其二是利用载体所具有的起始密码子合成融合蛋白，经水解后得到所需酶蛋白。

酶基因的修饰是通过定向诱变改变基因的某几个碱基，使其编码的酶的部分氨基酸发生变化，从而改进酶性状的一种技术。如添加于洗衣粉中的枯草杆菌蛋白酶比较容易失活，究其原因是第222位的甲硫氨酸在漂白剂的作用下易被氧化，用酶基因修饰技术将该氨基酸换成丝氨酸或丙氨酸后，酶的稳定性大大提高。

新酶基因的设计是酶工程的发展方向，但由于目前对蛋白质结构的研究还不深入，还不能有的放矢地去设计所需的酶。