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从极端环境中筛选的嗜热菌、超嗜热菌(包括古菌)是嗜热酶的主要来源,但由于嗜热菌的培养条件严格、产酶量低等缺点,使基因工程及蛋白质工程成为生产嗜热酶的又一手段.目前,比较嗜热酶与同源常温酶的氨基酸序列的同源性是研究嗜热酶耐热性的主要方法.不同的酶其耐热机制不同,在一级结构中,嗜热酶具有与同源常温酶不同的氨基酸组成.α-螺旋的稳定性使嗜热酶在二级结构上更稳定.在高级结构中,"额外"的离子键、疏水作用、氢键、寡聚体的形成等对嗜热酶的耐热性起主要作用.一些环境因子也影响嗜热酶的耐热性.