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化学酶法 API 合成（生物催化小分子制造）

将工程化酶（转氨酶、酮还原酶、脂肪酶）步骤嵌入小分子原料药（API）合成路线，取代金属催化或多步化学序列——以美国 Codexis 的 CodeEvolver 平台（默沙东西格列汀转氨酶案例）、英国 Almac 的生物催化 CDMO、瑞士 Lonza 的 HPAPI/生物催化工具箱，以及中国 Asymchem 与 WuXi AppTec 的生物催化 CDMO 平台为代表。

成熟度 6/9 风险: 低 制药与生物制品 US · EU · CN 核实于 2026-07-20 · 5 来源 (0 独立来源)

1 · 带来什么

化学酶法 API 合成是用工程化酶——转氨酶、酮还原酶、脂肪酶或腈水解酶——替代小分子原料药（API）合成路线中的一个或多个步骤，该酶既可作为分离生物催化剂运行，也可作为全细胞生物转化运行，随后再与常规化学步骤重新衔接形成混合路线。该方法减少重金属催化剂残留、降低溶剂用量与步骤数，并达到化学催化难以实现的立体化学；Codexis 的定向进化 CodeEvolver 平台（已转让给默沙东供其内部生产使用）提供了工程化转氨酶，取代了西格列汀（Januvia）生产中铑催化的不对称氢化步骤，据称总废弃物减少约 19% 并消除了重金属催化剂——这是该领域的标杆案例。Almac 运用固定化脂肪酶（CALB）与 cGMP 流动氢化生物催化，为客户开展后期 API 工艺开发；Lonza 将生物催化纳入其全球小分子与高活性 API（HPAPI）CDMO 工具箱；Asymchem 与 WuXi AppTec（药明康德合全药业 WuXi STA）则在其更广泛的中国 CDMO 业务中为全球制药申办方提供生物催化绿色化学平台。

化学酶法 API 合成的关键方向：

  1. 工程化生物催化剂供应（Biocatalysis）： 定向进化或理性设计的酶变体（转氨酶、酮还原酶、亚胺还原酶），作为生产投入出售或授权——Codexis 的 CodeEvolver 是标杆平台。
  2. 生物催化 CDMO 工艺开发（Biocatalysis CDMO）： 为申办方 API 合同开发混合化学酶法路线，从路线筛选到 GMP 放大——Almac、Lonza、Asymchem、WuXi AppTec。
  3. 固定化与连续流生物催化（Immobilized Enzymes）： 酶固定在固体载体上或在连续流反应器中运行，可循环使用并与流动化学集成——Almac 的流动氢化/CALB 工作。
  4. 路线替代经济学（Route Replacement）： 用单一酶催化步骤取代金属催化不对称合成或多步拆分，降低重金属残留、溶剂用量与总步骤数。

行业价值链#

[酶发现/工程化] ──> [路线筛选与逆合成] ──> [生物催化剂放大]
                                    │
                          （GMP 化学酶法生产）
                                    │
                                    ▼
[API 供应与生命周期管理] <─── [纯化与 DMF/CEP 申报] <─────┘

价值链层级#

层级描述关键输入/输出
酶发现与工程化针对目标反应对转氨酶、酮还原酶、脂肪酶进行定向进化/理性设计输入：野生型酶、目标底物。
输出：工程化生物催化剂。
路线筛选与逆合成确定化学 API 路线中酶可替代的步骤输入：化学路线、生物催化剂库。
输出：混合化学酶法路线。
生物催化剂放大发酵或固定化酶以实现生产级供应输入：工程化基因、宿主菌株。
输出：散装/固定化酶。
GMP 化学酶法生产结合酶法与化学步骤的混合间歇或连续流工艺输入：底物、生物催化剂。
输出：粗 API。
纯化与法规申报结晶、杂质控制、EDQM CEP / FDA DMF 资料输入：粗 API。
输出：GMP API + 申报资料。
供应与生命周期管理酶法步骤的技术转移、第二供应源、专利/自由实施权管理输入：验证工艺。
输出：保障的商业供应。

该行业的跨领域技术：

  • 定向进化（Directed Evolution）： 迭代诱变与高通量筛选使酶对非天然药用底物的活性、稳定性与选择性不断进化——Codexis CodeEvolver 平台的基础。
  • 酶工程（Enzyme Engineering）： 对酶活性位点进行理性、结构导向的重新设计，使其能够接受野生型酶无法处理的 API 中间体。
  • 固定化/连续流生物催化（Immobilized Enzymes）： 将酶固定在固体载体上，可在反应循环中重复使用，并与化学步骤一起集成到连续流生产线中。

2 · 替代什么 0 · 按行业匹配

暂无关联的已评级替代方案。

3 · 如何实施 6 步

  1. 1
    酶发现与工程化
    针对目标反应确定野生型酶（转氨酶、酮还原酶、脂肪酶或腈水解酶），随后通过定向诱变进化或理性重新设计，直至其能以具生产意义的转化率与选择性接受该药用中间体。
  2. 2
    路线筛选与逆合成合成与转化
    工艺化学家绘制申办方现有（或新）化学 API 路线图，确定工程化生物催化剂可替代或改进的步骤——通常是不对称还原、转氨或拆分。
    谁能完成这一步 自动匹配
    China Everbright Environment Group 中国
    163,050 tonnes
    “Uniquely equipped with the credentials for the R&D, design, and production of both high-efficiency dust filtration materials and SCR denitration catalysts, as well as for the …”
    SyncoZymes (Shanghai) 中国
    1,200 tons 工业规模
    “is a biotechnology company specializing in green pharmaceutical technology, biocatalysis, and synthetic biology.”
    Godavari Biorefineries (NSE) 印度
    工业规模
    “Godavari Biorefineries Limited is an Indian integrated biorefinery producing ethanol, bio-based chemicals, sugar, and power.”
  3. 3
    生物催化剂放大合成与转化合同生产（CMO/CDMO）
    工程化酶基因在生产宿主菌株中表达并放大发酵，或将纯化后的酶固定在固体载体上，以供应生产规模的生物催化剂。
    谁能完成这一步 自动匹配
    Ajinomoto 日本
    ✓ GMP 工业规模
    “It remains highly active, focusing on its 2030 roadmap through business model transformation and expansion in CDMO services and high-value-added materials.”
    Nissan Chemical 日本
    工业规模
    “Healthcare and contract manufacturing: Pharmaceuticals and medical materials, including healthcare products and custom chemicals (contract manufacturing of pharmaceutical …”
    China Everbright Environment Group 中国
    163,050 tonnes
    “Uniquely equipped with the credentials for the R&D, design, and production of both high-efficiency dust filtration materials and SCR denitration catalysts, as well as for the …”
    SyncoZymes (Shanghai) 中国
    1,200 tons 工业规模
    “is a biotechnology company specializing in green pharmaceutical technology, biocatalysis, and synthetic biology.”
    Space F 韩国
    “Space Rintec's Blueprint for Space CRO and CDMO - EDAILY — Space Rintech (Space Lintech) plans full-scale commercialization of its space CRO/CDMO business next year, targeting 10 …”
  4. 4
    GMP 化学酶法生产合同生产（CMO/CDMO）
    酶法步骤以间歇或连续流方式运行，并在 cGMP 下与其余常规化学步骤重新衔接，得到已消除原路线金属催化剂或多步拆分负担的粗 API。
    谁能完成这一步 自动匹配
    Ajinomoto 日本
    ✓ GMP 工业规模
    “It remains highly active, focusing on its 2030 roadmap through business model transformation and expansion in CDMO services and high-value-added materials.”
    Nissan Chemical 日本
    工业规模
    “Healthcare and contract manufacturing: Pharmaceuticals and medical materials, including healthcare products and custom chemicals (contract manufacturing of pharmaceutical …”
    SyncoZymes (Shanghai) 中国
    1,200 tons 工业规模
    “CRO/CDMO Services”
    Space F 韩国
    “Space Rintec's Blueprint for Space CRO and CDMO - EDAILY — Space Rintech (Space Lintech) plans full-scale commercialization of its space CRO/CDMO business next year, targeting 10 …”
    Esco Aster 新加坡
    5,000 L 工业规模
    “Esco Aster (Singapore) is a cGMP contract research, development and manufacturing organization (CRDMO/CDMO) and bioinnovation venture accelerator that helps clients and …”
  5. 5
    纯化与法规申报纯化与下游
    API 经结晶与杂质分析，酶法步骤记录在支持 EDQM 适用性证书（CEP）或 FDA 药品主文件（DMF）的 CMC 资料包中，遵循 ICH Q11 开发指南。
    谁能完成这一步 自动匹配
    Advanced Enzyme Technologies (NSE) 印度
    ✓ GMP 500 m3
    “Development of robust, scalable fermentation and downstream processing (production and recovery/yield optimization).”
    HLB Genex (ex-GenoFocus) 韩国
    工业规模
    “With fungal and bacterial secretion systems, we custom produce the evolved enzyme products in large-scale fermentation and downstream processes.”
    SyncoZymes (Shanghai) 中国
    1,200 tons 工业规模
    “CRO/CDMO and Testing/Quality Research Services: Comprehensive contract research and development, analytical, and quality assessment capabilities with access to NMR, LC-MS, GC-MS, …”
    Space F 韩国
    “2026-07-12 [Korea's next drug lab is in orbit - The Korea Herald — Space LiinTech is advancing Korea’s foray into space-based drug research with autonomous microgravity platforms …”
    Esco Aster 新加坡
    5,000 L 工业规模
    “Adherent cell culture and downstream processing: commercialized Tide Motion bioreactor platform (MiniTide to TideXcell) with closed automated cell harvesting and single-use …”
    Algal Bio 日本
    工业规模
    “・Equipped with comprehensive downstream processing capabilities (Concentration, sterilization, and drying)”
  6. 6
    供应与生命周期管理
    申办方在 API 商业生命周期内管理酶法步骤的技术转移、第二供应源与自由实施权，CDMO 或酶供应商（Codexis、Almac、Lonza、Asymchem、WuXi STA）通常保留生物催化剂知识产权。

4 · 谁来交付

匹配的供应商 (自动匹配)

SyncoZymes (Shanghai)中国生产商运营中
Codexis美国生产商运营中
HLB Genex (ex-GenoFocus)韩国生产商运营中
Evogene (NASDAQ: EVGN)以色列未分类运营中
Solugen美国生产商运营中
Tsingke Biotechnology中国生产商运营中
Nature Energy丹麦生产商运营中

领先企业与机构（摘自简报）

公司/机构国家关键产品/平台技术特点2026 状态
Codexis🇺🇸 美国CodeEvolver 工程化酶定向进化转氨酶（西格列汀案例）commercial
Almac🇬🇧 英国生物催化 CDMO固定化 CALB、流动氢化commercial
Lonza🇨🇭 瑞士小分子/HPAPI CDMO生物催化纳入更广泛工具箱commercial
Asymchem🇨🇳 中国生物催化 CDMO绿色化学酶法路线commercial
WuXi AppTec🇨🇳 中国WuXi STA 生物转化平台生物催化纳入 CMC 服务线commercial

5 · 法规与市场准入

美国

美国是化学酶法 API 标杆平台业务的支柱，由 Codexis 的工程化酶授权与供应模式引领。

CodeEvolver、西格列汀转氨酶、FDA DMF#

  • Codexis CodeEvolver 平台： 一个定向进化酶工程平台，已产出用于 API 生产的转氨酶、酮还原酶及其他生物催化剂；Codexis 已完成将 CodeEvolver 技术转让给默沙东供其内部工艺开发使用。
  • 西格列汀转氨酶案例： Codexis 与默沙东的工程化转氨酶路线取代了西格列汀（Januvia）生产中铑催化的不对称氢化步骤，是业内广泛引用的化学酶法 API 制造标杆案例；此后 Codexis 与默沙东已修订并延长了该酶的供应协议。
  • FDA DMF 框架： 化学酶法 API 路线通过 FDA 药品主文件（DMF）进入美国供应链，酶法步骤与常规化学单元操作一并记录在 CMC 资料包中。
欧盟

欧洲的化学酶法 API 层级涵盖英国生物催化专业 CDMO（Almac）与将生物催化纳入更广泛小分子及 HPAPI 工具箱的瑞士全球 CDMO（Lonza）。

Almac、Lonza、EDQM#

  • Almac（英国克雷格文）： 一家 API 化学开发 CDMO，运用固定化脂肪酶（CALB）生物催化与 cGMP 流动氢化能力，为客户开展后期工艺开发。
  • Lonza（瑞士维斯普）： 一家全球小分子与高活性 API（HPAPI）CDMO，将生物催化纳入其工艺开发工具箱，并扩大维斯普生产产能。
  • EDQM CEP 框架： 化学酶法 API 路线通过欧洲药品质量管理局（EDQM）适用性证书（CEP）及 ICH Q11 开发与生产指南进入欧盟供应链。
中国

中国拥有大规模 CDMO 产能，在常规化学合成之外提供生物催化绿色化学路线，以 Asymchem 与 WuXi AppTec（药明康德合全药业 WuXi STA）为代表。

Asymchem、WuXi STA、NMPA#

  • Asymchem（凯莱英）： 一家大型中国 CDMO，其生物催化绿色化学平台与常规化学合成并行，服务于全球制药 API 与中间体制造。
  • WuXi AppTec / WuXi STA（药明康德）： 小分子 CDMO 事业部 WuXi STA 在其更广泛的化学、生产与控制（CMC）服务线中提供生物转化/生物催化平台，服务全球申办方。
  • 国内集群： 中国的大分子与小分子 CDMO 基础逐步增加了酶法与生物催化路线选项，以在出口导向型 API 制造中依靠成本与绿色化学优势展开竞争。
  • NMPA 框架： 面向出口的化学酶法 API 生产在 NMPA cGMP 监管下进行，同时向 FDA/EDQM 及其他目标市场监管机构并行申报资料。

6 · 资金：招标与资助

资助开发用于生物制品发现和/或生产的无细胞蛋白合成平台
European Commission · 欧盟
2027年4月13日
179 天
资助开放专题：利用循环城市与地区倡议加强城市制造业，支持《清洁工业协议》
European Commission · 欧盟
2027年4月8日
174 天
资助探索通向循环经济的路径
European Commission · 欧盟
2027年9月23日
342 天
资助通过先进加工制造技术和系统方法实现纺织品循环（IA）（未来纺织品伙伴关系）
European Commission · 欧盟
2027年2月2日
109 天

7 · 技术栈与创新

该技术栈将定向进化与理性酶工程与固定化/连续流工艺工程相结合，将单一高选择性生物催化步骤嵌入其余为常规化学的 API 路线中。

  1. 定向进化与酶工程（Directed Evolution）：
    • 迭代诱变与高通量筛选（Codexis 的 CodeEvolver）使转氨酶、酮还原酶及其他酶能够接受非天然药用中间体，取代金属催化的不对称步骤。
  2. 生物催化 CDMO 工艺开发（Biocatalysis CDMO）：
    • Almac、Lonza、Asymchem 与 WuXi STA 在客户的化学路线中寻找酶可替代的步骤，随后将混合化学酶法工艺放大至 GMP。
  3. 固定化与连续流生物催化（Immobilized Enzymes）：
    • Almac 的固定化 CALB 与流动氢化工作将酶固定在固体载体或反应器中，可在循环中重复使用，并与下游化学流动步骤直接集成。
  4. 路线替代经济学（Route Replacement）：
    • 单一酶法步骤可取代多步化学拆分或重金属催化氢化，降低溶剂用量、步骤数与催化剂残留负担——这是西格列汀案例中据称废弃物减少的基础。

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生产商自有网站 5

  1. Codexis 生产商 核实于 2026-07-09 · 未保存链接
  2. Almac 生产商 核实于 2026-06-11 · 未保存链接
  3. Lonza 生产商 核实于 2026-07-06 · 未保存链接
  4. Asymchem 生产商 核实于 2026-07-20 · 未保存链接
  5. Wuxi apptec 生产商 核实于 2026-07-20 · 未保存链接