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蛋白质催化反应通常具有高效和高选择性的特点.代表性的蛋白质包括细胞色素c氧化酶、光系统和细胞色素P450.通过设计全新的酶活性，或者在新的蛋白骨架中设计已有的酶活，可以揭示酶促反应的机理，也可以提供更好的催化剂.相比基于天然氨基酸的突变，非天然氨基酸的插入为新酶设计提供了新的手段和工具.通过基因密码子扩展，我们将非天然氨基酸整合到肌红蛋白和绿色荧光蛋白中，在这些蛋白中实现了氧气还原、小分子氧化和光致电子转移的活性，并研究了反应机理.我们将讨论这一领域的新进展.