●總序/i
前言/vii
摘要/xi
Abstract/xvii
第一章 總論/1
第一節 合成科學的核心內涵與意義/1
第二節 合成科學的發展歷程與趨勢/2
第三節 我國合成科學的關鍵科學問題與發展方向/6
一、關鍵科學問題/6
二、發展方向/7
第四節 合成科學領域發展的相關政策建議/8
第二章 仿生反應/10
第一節 科學意義與戰略價值/10
第二節 現狀及其形成/11
仿生離子型反應/13
二、仿生自由基反應/20
三、仿生協同反應/26
四、仿生雜原子轉移反應/32
五、仿生光化學反應/37
第三節 關鍵科學問題、關鍵技術問題與發展方向/42
第四節 相關政策建議/43
本章參考文獻/44
第三章 仿生催化/54
第一節 科學意義與戰略價值/54
第二節 現狀及其形成/55
一、催化中心的模擬/57
二、蛋白質骨架的模擬/113
三、小結/117
第三節 關鍵科學問題與發展方向/118
一、關鍵科學問題/118
二、重要發展方向/119
第四節 相關政策建議/120
本章參考文獻/120
第四章 仿生天然產物合成/153
第一節 科學意義與戰略價值/153
一、推動具有藥用價值天然產物的高效合成/154
二、揭示生物活性天然產物的生物合成途徑/155
三、促進天然產物的分子功能探索與利用/155
第二節 現狀及其形成/156
一、仿生合成百年掠影/156
二、仿生合成中的碳正離子化學/157
三、仿生合成中的自由基化學/158
四、仿生合成中的成環策略/158
五、我國的仿生合成研究現狀/159
六、仿生策略發展的新階段/161
七、仿生合成面臨的挑戰/163
第三節 關鍵科學問題與發展方向/164
一、關鍵科學問題/164
二、優先發展領域或重要研究方向/165
第四節 相關政策建議/165
本章參考文獻/167
第五章 對酶進行人工改造的定向進化/171
第一節 科學意義與戰略價值/171
一、生物催化技術的國內外發展趨勢/171
二、非天然酶的設計與應用的戰略意義/173
第二節 現狀及其形成/173
一、非天然酶的發展歷史回溯/174
二、非天然酶的研究現狀/175
三、非天然酶國內外發展評估/177
第三節 非天然酶的關鍵科學問題、關鍵技術問題與發展方向/179
一、非天然酶的關鍵科學問題與關鍵技術問題/179
二、非天然酶的發展方向/181
第四節 非天然酶的發展政策建議/182
本章參考文獻/183
第六章 酶催化反應驅動的活性分子合成/188
第一節 科學意義與戰略價值/188
第二節 現狀及其形成/189
一、活性天然產物的化學——酶法合成/190
二、活性天然產物的異源——化學合成/203
三、酶催化反應驅動的小分子藥物合成/206
第三節 關鍵科學問題、關鍵技術問題與發展方向/215
第四節 相關政策建議/217
本章參考文獻/217
第七章 生物合成化學——新酶學機制與途徑解析/222
第一節 科學意義與戰略價值/222
第二節 現狀及其形成/227
一、分子骨架的生物合成模式/227
二、合成修飾過程中的化學/240
第三節 關鍵科學問題、關鍵技術問題與發展方向/250
一、關鍵科學問題/250
二、關鍵技術問題/251
三、發展方向/252
第四節 相關政策建議/252
本章參考文獻/253
第八章 組合生物合成/265
第一節 科學意義與戰略價值/265
第二節 研究現狀及其形成/266
基於生源假說的組合生物合成探索/267
二、基於基因水平開展組合生物合成/271
三、交叉融合的組合生物合成研究/275
四、新技術推動的組合生物合成快速發展/281
第三節 關鍵科學問題與發展方向/289
第四節 相關政策建議/291
本章參考文獻/292
第九章 新產物、新機制導向的基因組挖掘/299
第一節 科學意義與戰略價值/299
第二節 現狀及其形成/301
一、基因數據的暴增為基因挖掘提供了數據基礎/302
二、基因挖掘算法與大數據庫的發展/303
三、菌種資源的豐富和共享使基因組挖掘更為便捷/307
第三節 關鍵科學問題與發展方向/308
一、基於負責核心骨架合成的基因挖掘/308
二、基於天然產物骨架修飾基因的基因組挖掘/317
三、功能基因導向的基因組挖掘/327
四、發展趨勢及展望/334
第四節 相關政策建議/335
本章參考文獻/337
第十章 異源生物合成/349
第一節 科學意義與戰略價值/349
第二節 現狀及其形成/352
一、天然產物、工業化學品等的異源生物合成/353
二、異源生物合成的基因編輯技術/365
三、異源生物合成的底盤細胞/368
第三節 關鍵科學問題、關鍵技術問題與發展方向/374
一、加深對天然產物生物合成途徑和代謝調控網絡的認識/374
二、 突破人工合成途徑設計及構建，創建高效工業化學品異源合成微生物細胞工廠/374
三、 加強底盤細胞的適配優化和發展高效率、多位點、低成本的基因編輯技術/375
第四節 相關政策建議/376
本章參考文獻/376
第十一章 生物合成研究的技術、方法與策略/387
第一節 科學意義與戰略價值/387
第二節 生物合成研究的相關技術方法/389
一、化學與物理學相關技術方法/389
二、生物學相關技術方法/393
三、計算機與信息技術/400
四、與生物合成相關的其他學科技術/405
第三節 生物合成研究的不同發展階段及其相應策略/406
一、生物合成研究的萌芽期（1800～1920 年）/406
二、生物合成實驗的科學確立期（1921～1970 年）/409
三、生物合成的初步發展期（1971～2000 年）/411
四、生物合成的快速發展期（2001～2020 年）/412
第四節 天然產物生物合成研究經典案例分析/414
一、嗎啡的生物合成研究/414
二、托品烷生物堿的生物合成研究/417
三、他汀類天然產物的生物合成研究/420
四、紅霉素的生物合成研究/423
第五節 生物合成發展瓶頸與未來展望/427
一、主要瓶頸/427
二、未來展望/427
三、本領域中存在的重要問題和政策建議/427
本章參考文獻/427
第十二章 生物降解與轉化/442
第一節 科學意義與戰略價值/442
一、科學意義/442
二、戰略價值/442
第二節 現狀及其形成/443
一、概述/443
二、生物降解與轉化研究的發展脈絡/444
三、生物降解與轉化的研究主體及經典案例/447
第三節 關鍵科學問題、關鍵技術問題與發展方向/450
一、關鍵科學問題與技術問題/450
二、發展趨勢/451
第四節 相關政策建議/454
本章參考文獻/454
第十三章 DNA 信息存儲與計算/457
第一節 科學意義與戰略價值/457
第二節 現狀及其形成/459
一、發展歷程及現狀/460
二、政策規劃布局/465
三、主要研究機構與重點企業/467
第三節 關鍵科學問題、關鍵技術問題與發展方向/469
一、降低信息寫入成本/469
二、提升數據讀取速度/469
三、提升存儲規模/470
四、加快與現有存儲繫統融合/470
第四節 相關政策建議/472
一、 加大政府支持和資助力度，強化相關技術領域研發及戰略布局/472
二、促進多學科研究和公私協同合作，加速成果應用轉化/473
三、監管數據安全與生物安全風險/474
本章參考文獻/474
第十四章 糖的合成/477
第一節 科學意義與戰略價值/477
第二節 現狀及其形成/479
一、糖的化學法合成/480
二、糖的酶法合成/504
三、糖的自動化合成/506
四、糖的合成應用/507
第三節 關鍵科學問題、關鍵技術問題與發展方向/516
一、關鍵科學問題與關鍵技術問題/516
二、發展方向/516
第四節 相關政策建議/520
本章參考文獻/521
第十五章 蛋白質的合成/545
第一節 科學意義與戰略價值/545
第二節 現狀及其形成/547
一、主要合成方法/547
二、主要應用領域/558
第三節 關鍵科學問題、關鍵技術問題與發展方向/564
一、關鍵科學問題與關鍵技術問題/564
二、發展方向/565
第四節 相關政策建議/569
一、蛋白質合成前沿領域發展的資助策略/569
二、配套措施/570
本章參考文獻/571
第十六章 核酸的合成/583
第一節 科學意義與戰略價值/583
第二節 現狀及其形成/584
一、核酸的合成方法/584
二、功能核酸/591
三、人工基因組的合成/602
第三節 關鍵科學問題、關鍵技術問題與發展方向/608
一、當前的瓶頸問題/608
二、未來發展方向/609
第四節 相關政策建議/611
本章參考文獻/612
關鍵詞索引/620
