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Das Proteindesign, synonym Proteinoptimierung oder rationales Proteindesign, bezeichnet die gezielte Anpassung der Eigenschaften von Proteinen durch Peptidsynthese, Gensynthese oder ortsspezifische Mutagenese der proteincodierenden DNA. Sie ist neben der zufällig entstehenden gerichteten Evolution eine der beiden Strategien des Protein-Engineering.