Технология · Здоровье и биомедицина / Терапевтические платформы

Хемоферментативный синтез API (биокаталитическое производство малых молекул)

Инженерные ферментативные стадии (трансаминазы, кеторедуктазы, липазы), встроенные в маршруты синтеза малых молекул API взамен металл-катализируемых или многостадийных химических последовательностей — на базе платформы CodeEvolver Codexis (кейс трансаминазы для ситаглиптина Merck) в США, биокатализ-CDMO Almac в Великобритании, инструментария HPAPI/биокатализа Lonza в Швейцарии, а также биокатализ-платформ CDMO Asymchem и WuXi AppTec в Китае.

Зрелость 6/9 Риск: низкий Фармацевтика и биологические препараты US · EU · CN Наука: почему это работает → проверено 2026-07-20 · 5 Источники (0 независимых)

1 · Что даёт

Хемоферментативный синтез API заменяет одну или несколько стадий маршрута синтеза активного фармацевтического ингредиента (API) малой молекулы инженерным ферментом — трансаминазой, кеторедуктазой, липазой или нитрилазой, — работающим либо как выделенный биокатализатор, либо как биотрансформация целыми клетками, после чего стадия вновь соединяется с обычными химическими стадиями в гибридном маршруте. Подход снижает остатки тяжёлометалльных катализаторов, уменьшает объём растворителей и число стадий и достигает стереохимии, труднодостижимой химическим катализом; платформа направленной эволюции CodeEvolver компании Codexis (переданная Merck для собственного внутреннего производственного использования) предоставила инженерную трансаминазу, заменившую родий-катализируемую асимметричную гидрогенизацию в производстве ситаглиптина (Januvia) — снизив общие отходы примерно на 19% и устранив тяжёлометалльный катализатор — эталонный кейс отрасли. Almac применяет иммобилизованную липазу (CALB) и cGMP проточную гидрогенизацию для позднестадийной разработки процессов API у заказчиков; Lonza встраивает биокатализ в свой глобальный инструментарий CDMO малых молекул и высокопотентных API (HPAPI); а Asymchem и WuXi AppTec (WuXi STA) предлагают биокатализ-платформы «зелёной химии» в рамках более широких китайских CDMO-операций для глобальных фармспонсоров.

Ключевые направления хемоферментативного синтеза API:

Поставка инженерных биокатализаторов (Biocatalysis): варианты ферментов направленной эволюции или рационального дизайна (трансаминазы, кеторедуктазы, иминредуктазы), продаваемые или лицензируемые как производственный компонент — эталонная платформа CodeEvolver Codexis.
Разработка процессов биокатализ-CDMO (Biocatalysis CDMO): контрактная разработка гибридного хемоферментативного маршрута для API заказчика — от поиска маршрута до масштабирования GMP — Almac, Lonza, Asymchem, WuXi AppTec.
Иммобилизованный и непрерывно-проточный биокатализ (Immobilized Enzymes): ферменты, зафиксированные на твёрдых носителях или работающие в проточных реакторах, для повторного использования и интеграции с проточной химией — работа Almac по проточной гидрогенизации/CALB.
Экономика замены маршрута (Route Replacement): вытеснение металл-катализируемого асимметричного синтеза или многостадийных разделений одной ферментативной стадией, снижая остатки тяжёлых металлов, объём растворителей и число стадий.

Отраслевая цепочка создания стоимости#

[открытие/инжиниринг фермента] ──> [поиск маршрута и ретросинтез] ──> [масштабирование биокатализатора]
                                                    │
                                       (GMP хемоферментативное производство)
                                                    │
                                                    ▼
[поставка API и управление жизненным циклом] <─── [очистка и подача DMF/CEP] <─────┘

Уровни цепочки создания стоимости#

Уровень	Описание	Ключевые входы/выходы
Открытие и инжиниринг фермента	направленная эволюция / рациональный дизайн трансаминаз, кеторедуктаз, липаз под целевую реакцию	Вход: дикий фермент, целевой субстрат. Выход: инженерный биокатализатор.
Поиск маршрута и ретросинтез	определение стадии химического маршрута API, которую может заменить фермент	Вход: химический маршрут, библиотека биокатализаторов. Выход: гибридный хемоферментативный маршрут.
Масштабирование биокатализатора	ферментация или иммобилизация фермента для поставки в производственном масштабе	Вход: инженерный ген, штамм-хозяин. Выход: объёмный/иммобилизованный фермент.
GMP хемоферментативное производство	гибридный периодический или непрерывно-проточный процесс, сочетающий ферментативные и химические стадии	Вход: субстрат, биокатализатор. Выход: сырой API.
Очистка и регуляторная подача	кристаллизация, контроль примесей, досье EDQM CEP / FDA DMF	Вход: сырой API. Выход: GMP API + досье.
Поставка и управление жизненным циклом	трансфер технологии, второй источник, управление патентами/свободой действий для ферментативной стадии	Вход: валидированный процесс. Выход: обеспеченная коммерческая поставка.

Сквозные технологии сектора:

Направленная эволюция (Directed Evolution): итеративный мутагенез и высокопроизводительный скрининг развивают активность, стабильность и селективность фермента к неприродному фармацевтическому субстрату — основа платформы CodeEvolver Codexis.
Инжиниринг ферментов (Enzyme Engineering): рациональный, структурно-направленный редизайн активных центров ферментов для приёма промежуточных соединений API, которые дикий фермент обработать не может.
Иммобилизованный/непрерывно-проточный биокатализ (Immobilized Enzymes): фиксация ферментов на твёрдых носителях позволяет повторное использование в реакционных циклах и интеграцию в непрерывно-проточные производственные линии наряду с химическими стадиями.

2 · Что заменяет 0 · подобрано по отрасли

Пока нет связанных замен с доказательствами.

3 · Как внедрить 6 шагов

1
Открытие и инжиниринг фермента
Дикий фермент (трансаминаза, кеторедуктаза, липаза или нитрилаза) подбирается под целевую реакцию, затем развивается направленным мутагенезом или рационально редизайнится, пока не начнёт принимать фармацевтический промежуточный продукт с производственно-значимой конверсией и селективностью.
2
Поиск маршрута и ретросинтезСинтез и конверсия
Технологи-химики картируют существующий (или новый) химический маршрут заказчика к API и определяют, какую стадию — обычно асимметричное восстановление, трансаминирование или разделение — может заменить или улучшить инженерный биокатализатор.
Кто может выполнить этот шаг подобраны автоматически
China Everbright Environment Group Китай
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) Китай
1,200 tons промышленный масштаб
“is a biotechnology company specializing in green pharmaceutical technology, biocatalysis, and synthetic biology.”
Godavari Biorefineries (NSE) Индия
промышленный масштаб
“Godavari Biorefineries Limited is an Indian integrated biorefinery producing ethanol, bio-based chemicals, sugar, and power.”
3
Масштабирование биокатализатораСинтез и конверсияКонтрактное производство (CMO/CDMO)
Ген инженерного фермента экспрессируется в производственном штамме-хозяине и ферментируется в масштабе, либо очищенный фермент иммобилизуется на твёрдом носителе, для поставки биокатализатора в производственном масштабе.
Кто может выполнить этот шаг подобраны автоматически
Ajinomoto Япония
✓ GMP промышленный масштаб
“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 Япония
промышленный масштаб
“Healthcare and contract manufacturing: Pharmaceuticals and medical materials, including healthcare products and custom chemicals (contract manufacturing of pharmaceutical …”
China Everbright Environment Group Китай
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) Китай
1,200 tons промышленный масштаб
“is a biotechnology company specializing in green pharmaceutical technology, biocatalysis, and synthetic biology.”
Space F Южная Корея
“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
GMP хемоферментативное производствоКонтрактное производство (CMO/CDMO)
Ферментативная стадия проводится в периодическом или непрерывно-проточном режиме и вновь соединяется с оставшимися обычными химическими стадиями по cGMP, давая сырой API без нагрузки металл-катализатора или многостадийного разделения исходного маршрута.
Кто может выполнить этот шаг подобраны автоматически
Ajinomoto Япония
✓ GMP промышленный масштаб
“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 Япония
промышленный масштаб
“Healthcare and contract manufacturing: Pharmaceuticals and medical materials, including healthcare products and custom chemicals (contract manufacturing of pharmaceutical …”
SyncoZymes (Shanghai) Китай
1,200 tons промышленный масштаб
“CRO/CDMO Services”
Space F Южная Корея
“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 Сингапур
5,000 L промышленный масштаб
“Esco Aster (Singapore) is a cGMP contract research, development and manufacturing organization (CRDMO/CDMO) and bioinnovation venture accelerator that helps clients and …”
5
Очистка и регуляторная подачаОчистка и downstream
API кристаллизуется и профилируется по примесям, с ферментативной стадией, документированной в пакете CMC, поддерживающем Сертификат соответствия (CEP) EDQM или Drug Master File (DMF) FDA по руководству ICH Q11.
Кто может выполнить этот шаг подобраны автоматически
Advanced Enzyme Technologies (NSE) Индия
✓ GMP 500 m3
“Development of robust, scalable fermentation and downstream processing (production and recovery/yield optimization).”
HLB Genex (ex-GenoFocus) Южная Корея
промышленный масштаб
“With fungal and bacterial secretion systems, we custom produce the evolved enzyme products in large-scale fermentation and downstream processes.”
SyncoZymes (Shanghai) Китай
1,200 tons промышленный масштаб
“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 Южная Корея
“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 Сингапур
5,000 L промышленный масштаб
“Adherent cell culture and downstream processing: commercialized Tide Motion bioreactor platform (MiniTide to TideXcell) with closed automated cell harvesting and single-use …”
Algal Bio Япония
промышленный масштаб
“・Equipped with comprehensive downstream processing capabilities (Concentration, sterilization, and drying)”
6
Поставка и управление жизненным циклом
Спонсоры управляют трансфером технологии, вторым источником и свободой действий для ферментативной стадии на протяжении коммерческого жизненного цикла API, при этом CDMO или поставщик фермента (Codexis, Almac, Lonza, Asymchem, WuXi STA) обычно удерживает права на биокатализатор.

4 · Кто поставит

Подобранные поставщики (подобраны автоматически)

SyncoZymes (Shanghai)	Китай	Производитель	работает
Codexis	США	Производитель	работает
HLB Genex (ex-GenoFocus)	Южная Корея	Производитель	работает
Evogene (NASDAQ: EVGN)	Израиль	Не определена	работает
Solugen	США	Производитель	работает
Tsingke Biotechnology	Китай	Производитель	работает
Nature Energy	Дания	Производитель	работает

Ведущие компании и институты (из обзора)

Компания / Институт	Страна	Ключевые продукты / платформы	Технические особенности	Статус 2026
Codexis	🇺🇸 США	Инженерные ферменты CodeEvolver	Трансаминаза направленной эволюции (кейс ситаглиптина)	commercial
Almac	🇬🇧 Великобритания	Биокатализ CDMO	Иммобилизованная CALB, проточная гидрогенизация	commercial
Lonza	🇨🇭 Швейцария	CDMO малых молекул / HPAPI	Биокатализ в составе более широкого инструментария	commercial
Asymchem	🇨🇳 Китай	Биокатализ-CDMO	Ферментативные маршруты зелёной химии	commercial
WuXi AppTec	🇨🇳 Китай	Платформа биотрансформации WuXi STA	Биокатализ в составе линии CMC	commercial

5 · Правила и путь на рынок

США

США — опора эталонного бизнеса платформ хемоферментативного синтеза API, во главе с моделью лицензирования и поставки инженерных ферментов Codexis.

CodeEvolver, трансаминаза для ситаглиптина, FDA DMF#

Платформа CodeEvolver Codexis: платформа инжиниринга ферментов методом направленной эволюции, создавшая трансаминазы, кеторедуктазы и другие биокатализаторы для производства API; Codexis завершила передачу технологии CodeEvolver компании Merck для собственного внутреннего использования в разработке процессов.
Кейс трансаминазы для ситаглиптина: инженерный трансаминазный маршрут Codexis и Merck к ситаглиптину (Januvia) заменил родий-катализируемую асимметричную гидрогенизацию — эталонный кейс хемоферментативного производства API, упоминаемый по всей отрасли; Codexis и Merck впоследствии дополнили и продлили соглашение о поставке фермента.
Рамки FDA DMF: хемоферментативные маршруты API входят в цепочки поставок США по FDA Drug Master Files, с ферментативной стадией, документированной наряду с обычными химическими операциями в пакете CMC.

Евросоюз

Европейский уровень хемоферментативных API охватывает британского биокатализ-специалиста CDMO (Almac) и швейцарский глобальный CDMO, встраивающий биокатализ в более широкий инструментарий малых молекул и HPAPI (Lonza).

Almac, Lonza, EDQM#

Almac (Крейгавон, Великобритания): CDMO химической разработки API, применяющий биокатализ на основе иммобилизованной липазы (CALB) и cGMP-возможности проточной гидрогенизации для позднестадийной разработки процессов заказчиков.
Lonza (Фисп, Швейцария): глобальный CDMO малых молекул и высокопотентных API (HPAPI), включающий биокатализ в свой инструментарий разработки процессов, расширяющий производственные мощности в Фиспе.
Рамки EDQM CEP: хемоферментативные маршруты API входят в цепочку поставок ЕС по Сертификатам соответствия (CEP) Европейского руководства по качеству лекарств (EDQM) и руководству ICH Q11 по разработке и производству.

Китай

Китай располагает крупномасштабными CDMO-мощностями, предлагающими биокатализ-маршруты «зелёной химии» наряду с обычным химическим синтезом, во главе с Asymchem и WuXi AppTec (WuXi STA).

Asymchem, WuXi STA, NMPA#

Asymchem (凯莱英): крупный китайский CDMO, чья биокатализ-платформа «зелёной химии» действует наряду с обычным химическим синтезом для глобального производства API и промежуточных продуктов.
WuXi AppTec / WuXi STA (药明康德): подразделение CDMO малых молекул WuXi STA предлагает платформу биотрансформации/биокатализа в рамках более широкой линии услуг химии, производства и контроля (CMC) для глобальных спонсоров.
Отечественный кластер: китайская база CDMO для крупных и малых молекул постепенно добавила ферментативные и биокаталитические варианты маршрутов для конкуренции по стоимости и «зелёным» характеристикам в экспортно-ориентированном производстве API.
Рамки NMPA: хемоферментативное производство API на экспорт ведётся под cGMP-инспекцией NMPA, с досье, подаваемыми параллельно для FDA/EDQM и других регуляторов целевых рынков.

6 · Финансирование: тендеры и гранты

Грант	Замкнутый цикл для текстиля за счёт передовых технологий переработки и производства и системных подходов (IA) … European Commission · Евросоюз	2 февр. 2027 г. 109 дн.
Грант	Открытая тема: Circular Cities and Regions Initiative для укрепления городского производства в поддержку Clean … European Commission · Евросоюз	8 апр. 2027 г. 174 дн.
Грант	Прокладывая пути к циркулярной экономике European Commission · Евросоюз	23 сент. 2027 г. 342 дн.
Грант	Разработка платформ бесклеточного синтеза белка для поиска и/или производства биологических препаратов European Commission · Евросоюз	13 апр. 2027 г. 179 дн.

7 · Технологический стек

Стек сочетает направленную эволюцию и рациональный инжиниринг ферментов с иммобилизационной/непрерывно-проточной инженерией процессов, встраивая единую высокоселективную биокаталитическую стадию в остальном обычный химический маршрут API.

Направленная эволюция и инжиниринг ферментов (Directed Evolution):
- Итеративный мутагенез и высокопроизводительный скрининг (CodeEvolver Codexis) развивают трансаминазы, кеторедуктазы и другие ферменты для приёма неприродных фармацевтических промежуточных продуктов, заменяя металл-катализируемые асимметричные стадии.
Разработка процессов биокатализ-CDMO (Biocatalysis CDMO):
- Almac, Lonza, Asymchem и WuXi STA ищут в химическом маршруте заказчика стадию, которую может заменить фермент, затем масштабируют гибридный хемоферментативный процесс до GMP.
Иммобилизованный и непрерывно-проточный биокатализ (Immobilized Enzymes):
- Работа Almac по иммобилизованной CALB и проточной гидрогенизации фиксирует фермент на твёрдом носителе или в реакторе, позволяя повторное использование в циклах и прямую интеграцию с последующими химическими проточными стадиями.
Экономика замены маршрута (Route Replacement):
- Единая ферментативная стадия может вытеснить многостадийное химическое разделение или гидрогенизацию с тяжёлым металлом-катализатором, снижая объём растворителей, число стадий и нагрузку остатков катализатора — основа заявленного снижения отходов в кейсе ситаглиптина.

Источники 5 · 0 независимых · 5 сайтов производителей

Сайты производителей 5

Codexis производитель проверено 2026-07-09 · ссылка не сохранена
Almac производитель проверено 2026-06-11 · ссылка не сохранена
Lonza производитель проверено 2026-07-06 · ссылка не сохранена
Asymchem производитель проверено 2026-07-20 · ссылка не сохранена
Wuxi apptec производитель проверено 2026-07-20 · ссылка не сохранена