从细菌到植物再到人，稳定杏耀酶在所有生物的细胞中都发挥着重要作用。有些人只做了几次就失败了。其他人可以重复一个任务几十万次后才放弃。

 

生物体投入了大量的能量来替代消耗掉的酶，这些能量它们可以投入到其他过程中。佛罗里达大学/IFAS园艺科学系的著名学者、教授安德鲁·汉森(Andrew Hanson)表示，对于用于食用、燃料、纤维或其他用途的植物来说，更持久的酶可以转化为更高的产量。

 

“替代酶对生物体来说是一项巨大的能量消耗，但从来没有人真正问过， 杏耀娱乐生财 ，‘酶能持续多久，是什么决定了它?汉森说:“如果你想提高酶的寿命，你需要知道要以哪种酶为目标。”他是一项新研究的第一作者，研究人员在这项研究中提出了评估任何酶耐久性的新基准。

 

这一基准被称为“催化循环直至替代”(CCR)，是提高酶寿命、有朝一日为世界生产更多食物、燃料和纤维的第一步。这项研究发表在《美国国家科学院院刊》(Proceedings of The National Academy of Sciences)上，并得到了美国国家科学基金会(National Science Foundation)的资助。

 

为了解释CCR的工作原理，汉森将汽车部件与细胞中的酶进行了类比。

 

就像汽车的部件一样，酶反复执行特定的任务，导致磨损。在汽车中，制造商知道一个部件在需要更换之前可以运行多少次。CCR提供了酶的这类信息，告诉生物工程师一种酶在消耗之前可以工作多少次。

 

“如果你总是把车开到店里更换零件，那是一笔很大的投资，而且效率不高。但是我们作为农作物种植的植物，它们在酶的维持上花费了大量的能量，这就减少了种植谷物或我们收获的其他部分的能量，”汉森说。“植物中的许多酶可以得到改善，有了CCR，我们知道从哪里开始。”

 

汉森的实验室已经开始致力于改善其中一种植物酶——THI4。这种酶催化产生硫胺的化学反应，硫胺是许多生物过程所必需的B族维生素。

 

但4是一种可以被称为“扔掉”的酶，它只催化一次反应，然后“噗”的一声就自毁了。

 

“一种可能的解决办法是找到另一种酶，它也能制造硫胺素，但比硫胺素持续时间更长，”汉森说。

 

汉森的实验室正在寻找一种被称为定向进化的技术来重新设计这样的过程。

 

一个有机体的基因组是一个指令手册，用来制造该有机体中的一切，包括它的酶。在植物中，传统的育种技术可以识别并操纵植物基因组中包含理想性状指令的部分。这包括对许多单株植物进行杂交育种，并将那些具有产生所需性状的基因组合的植物分离出来。然而，由于植物是季节性繁殖的，这种大海捞针式的搜索可能需要数年时间。

 

定向进化利用了细菌或酵母中突变和选择的自然过程，杏耀以比植物更快的速度改进含有酶或其他蛋白质指令的基因。改良后的基因可以通过CRISPR等技术转移到植物上，编辑植物的基因组，从而改善植物产生的酶，使植物更多产。