효소 다중기능성(酵素多重機能性, 영어: enzyme promiscuity)은 효소가 본래 촉매하는 주반응(主反應) 외에 부반응(副反應)을 우연하게 촉매할 수 있게 된 능력을 의미한다. 효소는 일반적으로 높은 기질 특이성을 가지는 생체촉매이지만, 많은 효소들은 주된 본연의 촉매 활성 외에도 추가적인 부반응을 수행할 수 있는 능력을 지니고 있다.
이러한 다중기능적 활성은 일반적으로 주된 촉매 활성에 비해 반응 속도가 느리며, 중립 선택(neutral selection) 하에 유지되는 경우가 많다. 생리학적 관련성이 직접적이지 않음에도 불구하고, 새로운 선택적 압력(예: 환경 변화, 새로운 기질의 출현)이 가해질 경우 이러한 부차적 활성은 적응적 이점을 제공할 수 있으며, 결과적으로 새로운 주요 효소 활성으로 진화하는 출발점이 될 수 있다.
대표적인 예시로, 인공 화학 물질인 아트라진(atrazine)에 대해 매우 낮은 수준의 다중기능적 활성을 가지고 있던 멜라민 탈아미노효소(melamine deaminase, triA 유전자에 암호화)로부터, 진화를 통해 슈도모나스(Pseudomonas) 균주의 아트라진 클로로하이드롤레이스(atrazine chlorohydrolase, atzA 유전자에 암호화)가 새롭게 발현된 사례가 있다.
효소 다중기능성은 분자 진화, 효소 공학, 합성생물학 분야에서 중요한 개념으로, 새로운 효소 기능의 기원과 진화적 경로를 이해하는 데 핵심적인 역할을 한다.
