在合成生物学领域，通过与多个课题组合作，共同研究微生物及植物中参与各种合成路径的关键酶类，通过解析其蛋白结构，特别是酶与底物的复合物结构，揭示底物选择性等催化机理，为酶的定向改造提供关键信息。

例如，本课题组与张友明/卞小莹教授团队合作，解析了伯克氏菌中一种短链脂肽合成酶的 Cs 结 构域及其与底物的多个复合物结构，鉴定出控制脂链底物特异性的关键氨基酸残基，从而成功实现 通过结构域置换或氨基酸定点突变、将产物脂链长度从乙酰基延长到十六烷酰基(C2→C16，图 2)。 此外通过捕获 Cs 结构域不同构象的晶体结构，提出其在催化脂链起始过程中存在“从底物结合到 产物释放”的动态变化，不仅进一步揭示了其催化机理，也为脂肽类天然产物的优化改造提供了新 的方法和策略。此项研究 2021 年初以候选人为共同通讯作者(山东大学为唯一单位)发表于 Nature Communications，并作为 “有机化学和化学生物学”领域的编辑高亮文章之一，入选“焦点(focus)” 栏目(网址:https://www.nature.com/collections/wdzvyhgxft，引用：Nature Communications volume 12, 296 (2021) )。