（1）合成生物学（酶学与酶工程）

主要开展酶（活性多肽）结构-功能关系、蛋白质理性设计研究，通过基因工程（编辑）、蛋白质工程、代谢工程、细胞工程等技术手段实现生物合成途径及代谢产物的元件化、模块化、系统化改造（合成生物学）。

① 酶（活性多肽）结构-功能关系

利用蛋白质工程技术研究酶（活性多肽）结构与功能的关系，从酶学、生物信息学和生物物理学等角度探讨酶的稳定性及催化机制。

② 酶的分子进化及改造

围绕酶的构效关系、催化反应机理等关键基础科学问题，采用分子定向进化、基于蛋白质结构的理性设计及分子模拟等手段改造酶分子，结合酶的固定化技术，创造或提升酶的各方面特性（如酶的底物/产物特异性、活性、耐受性/稳定性等）以扩大或提升其在食品、农业、健康、能源、环保、工业等领域的应用价值。

（2）抗体工程

主要开展针对人类重大疾病相关的蛋白质结构、功能以及创新药物、生物诊断试剂、新型免疫诊断技术和材料的研究，包括以结构为基础的新型疫苗、抗体工程改造、抗体组学及新型制剂大分子药物载药系统输送研究。

① 全人源抗体药物研发

利用噬菌体表面展示、酵母表面展示及人B细胞单细胞测序技术筛选治疗性全人源抗体或分子诊断试剂，进行抗原表位鉴定并分析抗原结构特征，设计结构完整的有效疫苗，为药物、疫苗的设计和开发提供新靶点。

② 新型抗体骨架及诊断试剂、仪器设备开发

开展基因工程抗体、小分子抗体和新型抗体骨架开发研究，如抗体分子设计和改造、新型抗体骨架挖掘及病原微生物、生物毒素和免疫因子的快速高灵敏度检测与诊断，研制快速检测试剂盒、胶体金快速检测卡和快速检测仪器设备。

③ 抗体/活性多肽药物的载运系统研究

疫苗、抗体药物、生物诊断试剂及新型制剂大分子药物载运系统的开发研究。

（3）微生物代谢产物高产菌株高通量筛选方法的建立及应用

  开发可用于微生物活细胞代谢产物检测的生物传感器件，构建基于生物传感器的高产菌株高通量筛选方法。

（4）生物分子新型荧光标记方法的构建及应用

  应用荧光纳米粒子、荧光标记抗体、核酸适配体荧光探针等构建生物分子的新型活细胞荧光标记方法，以对生理或疾病状态下活细胞内的重要生物分子的定位、转运、定量等进行研究，开发诊疗一体纳米器件。

（5）病原微生物与宿主细胞相互作用机制研究

  病原微生物与宿主细胞的相互作用及其侵染机制研究，如入侵宿主细胞的方式、感染对宿主细胞的影响（对线粒体质量控制的影响，相关变化在感染及相关疾病发生、发展中的作用）。