bioecon Раздел для участников
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 проверено 2026-07-20 · 31 Источники

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:

  1. Поставка инженерных биокатализаторов (Biocatalysis): варианты ферментов направленной эволюции или рационального дизайна (трансаминазы, кеторедуктазы, иминредуктазы), продаваемые или лицензируемые как производственный компонент — эталонная платформа CodeEvolver Codexis.
  2. 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.
  3. 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.
  4. 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#

УровеньОписаниеКлючевые входы/выходы
Открытие и инжиниринг ферментанаправленная эволюция / рациональный дизайн трансаминаз, кеторедуктаз, липаз под целевую реакциюВход: дикий фермент, целевой субстрат.
Выход: инженерный биокатализатор.
Поиск маршрута и ретросинтезопределение стадии химического маршрута API, которую может заменить ферментВход: химический маршрут, библиотека биокатализаторов.
Выход: гибридный хемоферментативный маршрут.
Масштабирование биокатализатораферментация или иммобилизация фермента для поставки в производственном масштабеВход: инженерный ген, штамм-хозяин.
Выход: объёмный/иммобилизованный фермент.
GMP хемоферментативное производствогибридный периодический или непрерывно-проточный процесс, сочетающий ферментативные и химические стадииВход: субстрат, биокатализатор.
Выход: сырой API.
Очистка и регуляторная подачакристаллизация, контроль примесей, досье EDQM CEP / FDA DMFВход: сырой API.
Выход: GMP API + досье.
Поставка и управление жизненным цикломтрансфер технологии, второй источник, управление патентами/свободой действий для ферментативной стадииВход: 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 6

D3Витамины, получаемые ферментацией (B2, B12, пути для C), вместо многостадийного химического синтеза
Заменяет: Химический синтез витаминов — процесс Райхштейна для витамина C (шесть химических стадий + одна ферментация), химические пути для B2 …
FOOD
D3Рибофлавин (витамин B2) ферментацией вместо многостадийного химического синтеза
Заменяет: Многостадийный химический синтез рибофлавина из рибозы (из глюкозы) и ксилидина (доминировал до 1990-х гг.)
FOOD
D3Глутамат и глутамат натрия бактериальной ферментацией вместо гидролиза белков и химического синтеза
Заменяет: Гидролиз пшеничной клейковины или соевого белка соляной кислотой (1909–1960-е гг.); химический синтез на основе акрилонитрила (Япония, …
FOOD
D2Промышленный биокатализ (ферменты и целые клетки) — например, нитрилгидратаза для акриламида, модифицированная трансаминаза для ситаглиптина, ферментативные процессы для боковых цепей антибиотиков — вместо катализаторов на тяжёлых металлах, гидрирования под высоким давлением и многостадийной химии с токсичными реагентами
Заменяет: Гидратация акрилонитрила в серной кислоте на медном катализаторе; асимметричное гидрирование под высоким давлением на родиевом катализаторе; …
CHEM
D2Ферментативная гидратация (фосфолипазы) и ферментативная переэтерификация (иммобилизованные липазы) пищевых масел вместо кислотно-щелочной химической гидратации и химической переэтерификации с метилатом натрия
Заменяет: Гидратация и нейтрализация фосфорной/лимонной кислотой и каустической содой (соапсток, сточные воды, потери масла); химическая …
FOOD
D1Ферментационное оборудование (стальные и одноразовые биореакторы, твердофазные реакторы) и оборудование downstream (центрифуги, фильтрация, распылительная сушка и сушка в кипящем слое, приготовление препаративных форм) для местного производства ферментов, микробных продуктов и ферментационных ингредиентов вместо заводов химического синтеза и импорта
Заменяет: Пути химического синтеза и импорт продуктов из статей серий FI-, FD-, I- и A- (ферменты, органические кислоты, витамины, микробные пестициды …
EAC

3 · Как внедрить 6 шагов

  1. 1
    Открытие и инжиниринг ферментаОборудование и инжинирингШтаммы и клеточные линии
    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.
    Кто может выполнить этот шаг подобраны автоматически
    163,050 tonnes
    “[China Everbright Environment Group Limited — China Everbright Environment Group is a leading integrated environmental protection conglomerate with diversified core businesses in …”
    Fermelanta Япония
    3,000 L пилотный масштаб
    “is a Japan-based biomanufacturing/synthetic biology startup engineering fast-growing E.”
    CHITOSE Япония
    промышленный масштаб
    “STABLE CELL LINE DEVELOPMENT SERVICE”
    Esco Aster Сингапур
    5,000 L промышленный масштаб
    “Platform and capabilities: end-to-end support from discovery to market approvals, with services spanning cell line creation, GMP/MO handling, CMC/PD/AD, MSAT …”
    ✓ GMP 30,000 tons/year промышленный масштаб
    “Ultimately, it aims to realize the beautiful vision of “making PHA Life a lifestyle for thousands of households” and to implement the synthetic biology innovation path of …”
    “Tsingke Biotech is a leader in synthetic biology, committed to building a world-class gene factory.”
  2. 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
    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 …”
    1,200 tons промышленный масштаб
    “is a biotechnology company specializing in green pharmaceutical technology, biocatalysis, and synthetic biology.”
    Sea6 Energy Индия
    промышленный масштаб
    “Core technology includes an in-house full-stack farming automation platform (SeaCombine, automated seeding/harvesting, data dashboards, weather/drone monitoring) and a …”
    “2026-03-24 [Sunson China Enzymes Launches Groundbreaking Biocatalysis Solutions for Sustainable Industrial Applications — Sunson Industry Group Co., Ltd is positioning itself as a …”
    100 tons промышленный масштаб
    “typical catalysts).”
    “Core manufacturing processes include chemical reaction steps (e.g., ammonolysis, esterification, hydrolysis, condensation, cyclisation, halogenation, sulphonation) with in-house …”
  3. 3
    Масштабирование биокатализатораКонтрактное производство (CMO/CDMO)Синтез и конверсия
    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
    Nissan Chemical Япония
    промышленный масштаб
    “Healthcare and contract manufacturing: Pharmaceuticals and medical materials, including healthcare products and custom chemicals (contract manufacturing of pharmaceutical …”
    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.”
    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 …”
    Cell AgriTech Малайзия
    5,000 L промышленный масштаб
    “At Cell AgriTech, we position ourselves as Asia’s first dedicated CDMO for cultivated meat and plant cell culture.”
    промышленный масштаб
    “2026-09-04 [PI Industries bets on innovation-led growth as agrochem headwinds mount Company Business News — PI Industries is shifting from low-margin contract manufacturing to …”
    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 …”
  4. 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
    Nissan Chemical Япония
    промышленный масштаб
    “Healthcare and contract manufacturing: Pharmaceuticals and medical materials, including healthcare products and custom chemicals (contract manufacturing of pharmaceutical …”
    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.”
    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 …”
    Cell AgriTech Малайзия
    5,000 L промышленный масштаб
    “At Cell AgriTech, we position ourselves as Asia’s first dedicated CDMO for cultivated meat and plant cell culture.”
    промышленный масштаб
    “2026-09-04 [PI Industries bets on innovation-led growth as agrochem headwinds mount Company Business News — PI Industries is shifting from low-margin contract manufacturing to …”
    1,200 tons промышленный масштаб
    “CRO/CDMO Services”
  5. 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
    ✓ GMP 500 m3
    “Development of robust, scalable fermentation and downstream processing (production and recovery/yield optimization).”
    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 …”
    Zytex Индия
    ✓ GMP промышленный масштаб
    “Research culture and capabilities: high-throughput screening, enzyme and protein identification and characterization, fermentation upscaling, and downstream processing.”
    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.”
    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 …”
  6. 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)КитайПроизводительработает
HLB Genex (ex-GenoFocus)Южная КореяПроизводительработает
Fermenta Biotech LimitedИндияУслуги / консалтингработает
Evogene (NASDAQ: EVGN)ИзраильНе определенаработает
Bontac Bio-Engineering (Shenzhen) Co., LtdКитайНаука / R&Dработает
SolugenСШАПроизводительработает
Tsingke BiotechnologyКитайПроизводительработает
CodexisСШАПроизводительработает
Agri Phero SolutionzИндияПроизводительработает
Tailorzyme ApsДанияПроизводительработает
HumaСШАПроизводительработает
Nature EnergyДанияПроизводительработает

Ведущие компании и институты (из обзора)

Компания / ИнститутСтранаКлючевые продукты / платформыТехнические особенностиСтатус 2026
Codexis🇺🇸 СШАИнженерные ферменты CodeEvolverТрансаминаза направленной эволюции (кейс ситаглиптина)commercial
Almac🇬🇧 ВеликобританияБиокатализ CDMOИммобилизованная CALB, проточная гидрогенизацияcommercial
Lonza🇨🇭 ШвейцарияCDMO малых молекул / HPAPIБиокатализ в составе более широкого инструментарияcommercial
Asymchem🇨🇳 КитайБиокатализ-CDMOФерментативные маршруты зелёной химииcommercial
WuXi AppTec🇨🇳 КитайПлатформа биотрансформации WuXi STAБиокатализ в составе линии CMCcommercial

5 · Правила и путь на рынок

Путь в РФ / ЕАЭС: FOOD · Роспотребнадзор / ЕАЭС
декларация о соответствии или СГР в течение 30 календарных дней для новых и специализированных ингредиентов (плюс испытания)
Информация, не юридическая консультация — уточните процедуру для вашего продукта. (2026-10-06)
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

ТендерНидерланды — вакцины против гриппа — трёхвалентные вакцины против гриппа 2026
Rijksinstituut voor Volksgezondheid en Milieu (RIVM), RIVM · Нидерланды
19 окт. 2026 г.
12 дн.
ТендерЧехия — иммунодепрессанты — иммунодепрессант, моноклональное антитело с действующим веществом тепротумумаб
Fakultní nemocnice Ostrava, Fakultní nemocnice Olomouc, Fakultní nemocnice Hradec Králové · Чехия
13 окт. 2026 г.
6 дн.
ГрантРазработка платформ бесклеточного синтеза белка для поиска и/или производства биологических препаратов
European Commission · Евросоюз
13 апр. 2027 г.
188 дн.
ГрантЗамкнутый цикл для текстиля за счёт передовых технологий переработки и производства и системных подходов (IA) …
European Commission · Евросоюз
2 февр. 2027 г.
118 дн.
ГрантОткрытая тема: Circular Cities and Regions Initiative для укрепления городского производства в поддержку Clean …
European Commission · Евросоюз
8 апр. 2027 г.
183 дн.
ГрантПрокладывая пути к циркулярной экономике
European Commission · Евросоюз
23 сент. 2027 г.
351 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.

  1. 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.
  2. 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.
  3. 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.
  4. 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 31

  1. Codexis — 2026-07-09T00:00:00.000Z
  2. Codexis — 2025-09-01T00:00:00.000Z
  3. Codexis — 2025-08-01T00:00:00.000Z
  4. Codexis — 2025-08-01T00:00:00.000Z
  5. Codexis — 2026-01-29T00:00:00.000Z
  6. Almac — 2026-04-16T00:00:00.000Z
  7. Almac — 2026-03-13T00:00:00.000Z
  8. Almac — 2026-06-03T00:00:00.000Z
  9. Almac — 2025-10-08T00:00:00.000Z
  10. Almac — 2026-06-11T00:00:00.000Z
  11. Lonza — 2025-07-23T00:00:00.000Z
  12. Lonza — 2026-07-01T00:00:00.000Z
  13. Lonza — 2026-05-20T00:00:00.000Z
  14. Lonza — 2026-07-06T00:00:00.000Z
  15. Lonza — 2025-04-02T00:00:00.000Z
  16. Asymchem — 2026-07-20
  17. Asymchem — 2026-07-20
  18. Asymchem — 2026-07-20
  19. Asymchem — 2026-07-20
  20. Asymchem — 2026-07-20
  21. Asymchem — 2026-07-20
  22. Asymchem — 2026-07-20
  23. Asymchem — 2026-07-20
  24. Wuxi apptec — 2026-07-20
  25. Wuxi apptec — 2026-07-20
  26. Wuxi apptec — 2026-07-20
  27. Wuxi apptec — 2026-07-20
  28. Wuxi apptec — 2026-07-20
  29. Wuxi apptec — 2026-07-20
  30. Wuxi apptec — 2026-07-20
  31. Wuxi apptec — 2026-07-20