生物催化与生物转化是人类赖以生存的生态系统将太阳辐射的巨大能量加以固化与储存的有效手段，是地球上一切生物质循环转化的本质特征，也是人类从石油文明向“低碳经济”过渡的最佳途径。生物催化与生物转化已经作为新一代工业生物技术的主体，写入国家的中长期科技规划(2006—2020)，并得到973计划和863计划的大力支持。

药用化合物一般是与人体内的酶、蛋白质或其他功能性生物大分子发生特异性相互作用的活性小分子。因此，在药物分子的制造过程中引入酶作为催化剂也就不难理解。然而，要将自然界普遍存在的生物催化过程转化为高效的工业生产过程，不仅取决于技术上能否发现与目标分子(多数为人工合成的非天然化合物)有效结合并发生催化作用的酶，而且取决于经济上生物催化过程相对于其他工艺路线(例如化学合成或微生物发酵)的竞争优势。因此，相对而言生产规模较小、纯度要求较高的药物生产便自然而然地成为生物催化技术产业化应用的首选目标。

由于一系列因素的综合作用，生物催化逐渐发展成一项变革技术。这些因素包括：

大规模及廉价的DNA测序技术；呈指数增长的基因库数据；强大的定向进化和高通量筛选技术；高效的酶蛋白表达系统；天然产物生物合成机理的深入认识；代谢工程与途径工程的工业化成功应用。

自2003年以来，生物催化和生物转化技术的发展受到我国政府的高度重视。国家中长期科技发展规划和'863'计划均增列了生物催化和生物转化专题，中国科学院和一些著名高校掀起了研究热潮，中石化、中石油、中粮集团等国有大企业集团受到吸引，纷纷投资开发生物能源、生物材料与生物质化学品的工业技术。

催化技术产品

我国在生物催化领域涌现了一批具有代表性的产品，主要包括大宗化学品、生物能源、食品和精细化学品等，产值已达3500亿元以上。许多产品如味精、柠檬酸、青霉素和维生素C等的生产规模达到世界第一，在国际上占有举足轻重的地位。同时，我国成功实现了许多传统产品的改造和升级，一批新的技术和产品正在获得大规模工业化应用，在能源、材料和化学品制造领域大显身手。

通过多年的建设和积累，我国已构建了新的生物催化和生物转化的研究体系与技术平台，应用新技术手段的新菌种和酶的改造和筛选已形成体系，极大地提高了筛选效率、缩短了周期。以粮食作物和油料作物为原料的生物炼制体系形成了新的产业模式，纤维质原料规模化水解制备燃料乙醇受到青睐，秸秆气化热电联产整套系统也已形成。

此外，我国精细化学品的制造技术平台也已经形成，基因工程菌发酵平台日趋成熟与完善。过程与装备技术也得到快速发展，如模拟移动床和膜分离装备被引入1,6-二磷酸果糖和核苷酸的大规模工业化生产中，大大减少了原材料消耗、水耗和污染物排放，降低了成本，产生了显著的经济效益。目前为止，我国已开展了大量的生物催化和生物转化的研究和开发工作，并成功地对部分过程进行了绿色改造，取得了显著效果。

生物催化是指利用酶或者生物有机体(全细胞、细胞器、组织等)作为催化剂进行化学转化的过程，又被称为生物转化。生物催化具有一些化学方法无可比拟的优点：(1) 专一性强，具有独特、高效的底物选择性(化学选择性、区域选择性和立体选择性)；(2) 环境友好，通常用水作为反应媒介(水是最绿色的溶剂)；（3）反应通常在室温和常压下进行，减少了能源的使用，降低了反应的不可控性；(4) 减少了保护、脱保护步骤，原子经济性好，并能完成一些化学合成难以进行的反应。基于绿色化学的十二条准则，生物催化成为当前国际公认最绿色的化学转化技术之一。将生物催化应用于大规模工业生产，原材料的消耗和污染物排放将会大量减少，不但缓解环境问题，成本也会降低，产生显著的经济效益。因此，生物催化是绿色化学与绿色化工发展的重要趋势之一。