TypeError: 'str' object does not support item assignment — почему нельзя s[0] = 'X'?

Строки в Python неизменяемые (immutable): после создания их содержимое поменять нельзя, поэтому присваивание по индексу s[0] = ... запрещено. То же самое касается кортежей.

Надо не менять, а создавать новую строку. Варианты:

s = "hello"

# через срезы
s = "H" + s[1:]          # 'Hello'

# через список (если правок много)
chars = list(s)
chars[0] = "H"
s = "".join(chars)        # 'Hello'

# заменить по значению
s = s.replace("h", "H", 1) # 'Hello'

Идея одна: получаем новую строку, а старую «изменить на месте» нельзя в принципе.