Loop作为蛋白质二级结构的重要组成元件，其柔性和运动性对于蛋白质功能，尤其是酶催化作用具有重要作用，如定位重要的催化残基、参与底物结合以及调控底物的进入和产物的释放。三级结构分析揭示α/β水解酶超家族成员（脂肪酶第五家族、环氧化物水解酶、卤代烷脱卤酶和过水解酶等家族）存在一段loop区（NC-loop）负责连接α/β水解酶催化结构域的N-末端和盖子结构域（Cap），并且NC-loop在序列、长度、柔性以及构象上差异很大。本论文以来源于嗜热细菌长白山闪烁杆菌（Fervidobacteriumchangbaicum）且属于脂肪酶第五家族的嗜热脂肪酶FClip1作为研究对象，利用蛋白质工程手段系统地研究了NC-loop在催化过程、稳定性和趋异进化中的功能性作用。首先，根据残基的溶剂可及性表面积（Solvent Accessible Surface），我们将FClip1的NC-loop（Asp131-Lys151）分为N-末端（酶分子内部区域，Asp131-Ser138）和C-末端（酶分子表面区域，Glu139-Lys151）两部分，并设计和构建了N-末端和C-末端不同长度的系列截短突变体；结果表明删除N-末端的3-8个残基均导致酶的催化活性显著降低（对对硝基苯酚丁酸酯的活力降低67-500倍），说明N-末端对于酶的催化作用至关重要；而删除C-末端的3-13个残基促进了酶催化活性的提高（野生型的125-221%）、78℃下热稳定性的提高（3.0-11.9倍）以及对盐酸胍半失活浓度的提高（野生型的105-167%），表明C-末端不参与酶的催化作用。其次，我们也使用丙氨酸扫描突变来确定N-末端对酶催化活性有重要影响的残基，然而活性测定表明丙氨酸的替换并未使酶的活性显著降低（野生型的71-223%），说明N-末端残基的侧链即使只保留一个甲基也不会损失酶的催化活性。进一步定点饱和突变分析显示保守残基Tyr134突变为Glu后，酶的催化活性降低为野生型4.5%，表明NC-loop对酶催化作用的重要性不仅体现在N-末端区域的构象完整性上，而且还与N-末端的氨基酸组成相关。最后，利用环化排列技术研究了C-末端区域的柔性和可塑性，突变体CP146和CP152仍保持较高的催化活性（野生型的28-52%），表明C-末端区域具有一定的柔性和可塑性；结合C-末端区域残基的删除提高了酶的活性和稳定性表明NC-loop的C-末端区域作为可塑区可以进行酶分子再设计而进一步优化酶学性质。FClip1的NC-loop既有其他α/β水解酶NC-loop的共同点——参与底物口袋和底物通道入口的形成，也存在明显的差异——长度、序列、构象和功能不同，推测NC-loop在α/β水解酶超家族的趋异进化中起重要作用，此外，FClip1的NC-loop序列和长度与过水解酶家族的更相似，同时FClip1也表现出较低的过水解酶活性（3mU/mg），表明FClip1可能是脂肪酶和过水解酶家族间的进化中间体。