细胞膜含有多种脂质,由于缺乏原位控制调节膜组成的方法,人们对于单个脂质生物学功能的了解一直受到阻碍。在这里,我们提出了一种编辑磷脂的策略,磷脂是生物膜中最丰富的脂质。我们的膜编辑器基于细菌磷脂酶 D (PLD),它通过水或外源醇对磷脂酰胆碱进行水解或转磷脂酰化来交换磷脂头部基团。利用哺乳动物细胞中活性依赖性的定向酶进化,我们开发并从结构上表征了一个“超级PLD”家族,其活性比野生型 PLD 高 100 倍。我们证明了超级PLD 在活细胞中特定细胞器膜内光遗传学编辑磷脂以及体外生物催化合成天然和非天然设计磷脂的实用性。除了超级PLD之外,哺乳动物细胞中基于活动的定向酶进化是一种可推广的方法,可以设计出额外的化学酶生物分子编辑器。