酶工程是增强生物催化性能并优化基于蛋白质的材料的强大方法。本研究采用祖先序列重建（ASR），合理设计和过程条件优化，以提高酶稳定性，催化效率和功能特性。探索了四个关键领域：用于手性胺合成，酶促酰胺键的形成，Baeyer-Villiger氧化选择性控制和基于蛋白质的含水材料的跨激酶工程。 为了增强来自硅杆菌pomeroyi（SP -ATA）的ω-转氨酸酶的热稳定性和底物范围，使用ASR来识别稳定突变，从而提高其工业适合性。 为酰胺键的形成，有理设计优化了铜绿假单胞菌N-酰基转移酶（PA AT），并与氯瓜羧酸还原酶还原酶（CAR SR -A）的蛋白质rugosus rugosus rugosus rugosus rugosus rugosus rugosus rugosus rugosus的腺苷酸化结构域相结合。 工程的Y72S/F206N变体显着提高了与药物相关的羧酸的转化率，为化学合成提供了可持续的替代品。 在Baeyer-Villiger氧化中，研究了过程优化以控制区域选择性。 从杆菌和节肢动物物种中工程的Baeyer-Villiger单加氧酶（BVMO）通过增加氧气的可用性，将产品分布转移到了“正常”的内酯。 用于基于蛋白质的吸水材料，patatin诱变改变了带电的氨基酸组成。探索了四个关键领域：用于手性胺合成，酶促酰胺键的形成，Baeyer-Villiger氧化选择性控制和基于蛋白质的含水材料的跨激酶工程。为了增强来自硅杆菌pomeroyi（SP -ATA）的ω-转氨酸酶的热稳定性和底物范围，使用ASR来识别稳定突变，从而提高其工业适合性。为酰胺键的形成，有理设计优化了铜绿假单胞菌N-酰基转移酶（PA AT），并与氯瓜羧酸还原酶还原酶（CAR SR -A）的蛋白质rugosus rugosus rugosus rugosus rugosus rugosus rugosus rugosus rugosus的腺苷酸化结构域相结合。工程的Y72S/F206N变体显着提高了与药物相关的羧酸的转化率，为化学合成提供了可持续的替代品。在Baeyer-Villiger氧化中，研究了过程优化以控制区域选择性。从杆菌和节肢动物物种中工程的Baeyer-Villiger单加氧酶（BVMO）通过增加氧气的可用性，将产品分布转移到了“正常”的内酯。用于基于蛋白质的吸水材料，patatin诱变改变了带电的氨基酸组成。如分子动力学模拟所证明的那样，富含LYS和ASP的变体增加了吸收吸水，这证明了酶工程在可持续吸收材料开发中的潜力。这项研究整合了计算和实验酶工程策略，以改善化学合成和功能性生物材料的生物催化，为工业生物技术和可持续材料科学提供新颖的解决方案。