生物催化、合成生物学、生物医药研发等。

1.天然酶的挖掘与改造、新型人工酶的设计与创制（新功能酶原件的挖掘与开发）。

2.基于化学原理，开发自然界不存在的非天然生化反应。

   与人类所能用的化学反应相比，生物催化的反应类型明显不足（低于100种），远远不能满足绿色生物制造产业发展的需求。主要因为酶一般只能催化天然反应、天然底物（酶催化的特异性），导致酶催化的工具箱匮乏，这也是生物制造领域目前面临的主要瓶颈。进行酶催化的非天然化学反应研究来实现“一酶多用”（赋予天然酶没有的多种全新催化功能），让酶能够像化学催化剂一样催化多种不同的反应类型，可以大大提高酶的实际应用价值，促进其在医药、农药和精细化学品等生产中的应用以及生物制造产业发展。

3.基于非天然反应构筑人工生物合成路径。

      通过基因缺失、替换、插入新基因簇（包括编码非天然反应基因）等等构筑人工生物合成途经，实现①缩短天然代谢途径、②生长与生产的解耦、③非天然药物等功能分子的合成等等，最终实现目标分子工业上的高效量产。