综述：提高工业应用中酶的稳定性：分子机制与新兴方法

《World Journal of Microbiology and Biotechnology》：Enhancing stability of enzymes for industrial applications: molecular insights and emerging approaches

工业酶稳定性研究揭示多环境适应性机制，通过结构工程、分子动力学及突变谱分析提升功能特性，并探索AI辅助设计、极端微生物基因组挖掘与合成生物学路径重构的创新策略，为可持续生物催化提供系统框架。

　　

摘要

在工业生物过程中，对高效生物催化剂的需求日益增长，这促使人们更加关注能够在极端物理化学条件下发挥作用的酶。本研究深入探讨了酶稳定性的分子决定因素，包括热稳定性、pH耐受性、盐耐受性、对溶剂和氧化应激的抵抗力、对剪切和压力的机械韧性以及储存稳定性。这些特性对于生物能源、制药、食品、纺织和环境修复等领域的持续催化性能至关重要。结构导向工程、分子动力学和突变分析方面的最新进展为提高酶的韧性提供了合理的策略。通过采用多参数视角，本研究将特定的分子适应性与工业挑战联系起来，提供了一个系统层面的框架，而这通常是单一条件分析所缺乏的。此外，它还探索了新兴领域，包括人工智能辅助的酶设计、从极端微生物中挖掘的宏基因组信息以及适应性途径的合成重建，为开发具有可扩展性、高性能和可持续性的下一代生物催化剂奠定了基础。本研究的创新之处在于其综合方法，结合了分子层面的认识、环境起源和计算工具，以指导高效工业酶的开发。

图形摘要

在工业生物过程中，对高效生物催化剂的需求日益增长，这促使人们更加关注能够在极端物理化学条件下发挥作用的酶。本研究深入探讨了酶稳定性的分子决定因素，包括热稳定性、pH耐受性、盐耐受性、对溶剂和氧化应激的抵抗力、对剪切和压力的机械韧性以及储存稳定性。这些特性对于生物能源、制药、食品、纺织和环境修复等领域的持续催化性能至关重要。结构导向工程、分子动力学和突变分析方面的最新进展为提高酶的韧性提供了合理的策略。通过采用多参数视角，本研究将特定的分子适应性与工业挑战联系起来，提供了一个系统层面的框架，而这通常是单一条件分析所缺乏的。此外，它还探索了新兴领域，包括人工智能辅助的酶设计、从极端微生物中挖掘的宏基因组信息以及适应性途径的合成重建，为开发具有可扩展性、高性能和可持续性的下一代生物催化剂奠定了基础。本研究的创新之处在于其综合方法，结合了分子层面的认识、环境起源和计算工具，以指导高效工业酶的开发。

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