• 化学合成会被生物合成取代吗？

• 如何形成互补，创造更低成本、更高价值的路径？

• 化学法 & 生物法协同未来3大要点是什么？

6月13日，丁奎岭院士在2025首届生物有机合成与生物制造产业大会上做了《融合化学与生物的合成科学》的演讲。DT产业研究院对此做了部分要点梳理，如内容整理有偏颇，欢迎指正。

化学合成和生物合成，如何在原理上走向统一、在工程化上得到借鉴？

丁奎岭院士首先提出了化学生物协同的核心目标，即通过化学/生物协同来实现高效的化学键活化、断裂和重组。

化学合成要被生物合成取代吗？

化学合成不会完全被生物合成，重点在于如何发挥各自优势，让工艺效率更高、成本更低。

对此，丁院士列举了一些相关案例，其中，就以青蒿素为例，生物合成则通过糖类转化为青蒿酸（团队工作）；化学方法通过氢化与氧化步骤提升了青蒿素的生产效率。对此，上海交大张万斌团队实现了与复星医药合作完成了500升反应釜规模（10公斤级）的中试放大生产。

再如，天津工生所实现从二氧化碳到淀粉的转化，其中化学合成负责甲醇生成，生物合成负责淀粉生成。类似的跨学科合作在高分子材料、药物开发等领域也取得了显著成果，展示了化学生物协同的广阔应用前景。

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合成生物学促进化学合成

仿生催化的进展与潜力：
仿生催化是化学家向生物学家学习的重要领域。丁院士提到，未来仿生催化将从催化体系的多样性与深度协同催化功能两个维度进一步发展。通过模拟金属酶的催化机制，设计高效催化剂（如诺奖催化剂、周庆林团队的催化剂），实现了复杂分子的高效合成。

人工酶与非天然反应的突破：
通过化学催化剂与蛋白体系的结合，人工酶的设计与应用取得了突破性进展。丁院士提到，这种方法能够实现传统酶催化难以完成的反应，为复杂分子的合成提供了新路径。

基因组与组合生物合成的创新：
组合生物合成通过基因组重组与基因编辑，生成非天然产物。丁院士强调，化学方法在前体物质的提供与后续修饰中发挥了重要作用。两者结合不仅提升了分子结构的多样性，还推动了药物研发与生物材料的创新。

三大生命物质的合成与挑战

核酸合成：
核酸合成在功能化、超长DNA合成等方面取得了进展，但仍面临技术瓶颈。丁院士提到，未来需要突破非生命化学分子嵌入基因组的技术难题，以实现人工合成基因组的目标。

蛋白质合成：
蛋白质合成方法不断优化，人工合成复杂多肽分子已取得显著成果。丁院士强调，化学生物结合在蛋白质合成中的潜力，特别是在高效合成与功能优化方面。

糖类合成：
糖类合成因其复杂的结构与多羟基特性，面临更大的挑战。丁院士提到，精准合成技术（如液相合成）正在发展，但仍需进一步突破。化学生物协同在糖类合成中的应用前景广阔。

未来展望与技术融合

AI与大数据的作用：
人工智能与大数据技术将成为化学生物协同的重要工具，推动从理论到技术的深度融合。丁院士提到，AI可以加速基因组挖掘、分子设计与合成路径优化。

深海科学计划与极端环境研究：
以交大的深海科学计划为例，丁院士介绍了基于深海蛋白序列的大模型“维纳斯模型”，展示了极端环境下的蛋白质与酶改造的潜力。

顶层设计与青年科研支持：
丁院士呼吁国家层面加强顶层设计，推动化学生物协同研究的交叉融合，特别是支持青年科研人员在医药、材料、能源与碳中和等领域的创新探索。