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定向进化技术主要用来改造蛋白质。其原理是，对蛋白质的基因进行随机突变，而后利用大规模的筛选手段，筛选到符合要求的突变体。
酶是重要的蛋白质分子。但酶毕竟是自然进化来的，它工作的环境是在生物体内。因此，酶的很多性质不能满足工业的需求。比如，稳定性差。举个例子，现在很多饲料都添加酶，这能够提高动物对饲料的消化、利用或改善动物体内的代谢效能。但是很多酶不稳定，在室温放不了一会就过期了。这时候就需要对这些酶进行改造。先对这些酶做突变，建立一个突变体文库；然后在高温下加热这些突变体；最后再降温到最合适的反应温度，那些仍然保持很高活性的突变体就是我们需要的。
酶的活性也需要改造。举个洗涤剂的例子。现在洗衣粉都是加酶的，这是因为很多污渍是大分子物质，比如食物残渣、汗渍、血迹、油污等。这些大分子物质水溶性不好，很难清洗干净。酶的作用，是使这些大分子物质分解为水溶性好的小分子物质，从而方便的除去。油污可以被脂肪酶分解；米饭，食物残渣之类的可以用淀粉酶分解。然而我们在洗衣服的时候，大多数都是用的冷水，水温比较低。很多酶在低温下活性不高，这时就需要对其进行改造，使的酶在低温状态下仍然有较高的活性。
近年来，定向进化应用的更多的是拓宽酶的底物范围，提高立体选择性等功能性质。相比于化学催化剂，酶能够专一性，高立体选择性的催化化学反应。但是，天然酶的底物经常不是工业中需要的，这时候就需要对酶进行改造，借助定向进化的技术手段，使其能够高立体选择性的催化目标底物。
