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扭曲的利刃
苏－57多用途重型歼击机的前世今生
复杂的演进历史
1969年，苏联为了应对美军的“青年一代战斗机”，即后来所称的包括格鲁曼F-14“雄猫”重型舰载战斗机、麦克唐纳·道格拉斯F-15“鹰”重型战斗机、通用动力F-16“战隼”轻型战斗机和麦克唐纳·道格拉斯F/A-18“大黄蜂”轻型舰载战斗机在内的第四代战斗机，启动了“远景前线歼击机”（PFI)计划。这个计划后来被分为重型歼击机（TPFI)和轻型歼击机（LPFI)两个子计划，前者成功演变为苏－27多用途重型歼击机，后者则成功演变为米格－29多用途轻型歼击机。
在成功研发出TPFI和LPFI之后，为了应对美军当时正在推进的“先进战术战斗机”（ATF)计划、“海军先进战术战斗机”（NATF)计划，以及正在研发的A-12隐形攻击机，苏联政府启动了新一代战机的研发计划，这些计划包括I-90新一代歼击机计划、Sh-90新一代强击机计划、B-90新一代轰炸机计划、M-67新一代侦察飞机计划。I-90计划则像上一代的PFI计划一样，包含了两个子计划，即重型前线歼击机计划（MFI)和轻型前线歼击机计划（LFI) .
MFI计划的要求如下：
要求飞机必须具备超机动性；
要求飞机具备超级巡航能力；
要求飞机具备雷达和红外隐身能力；
要求飞机具备优秀的野战起降性能；
要求减少飞行员训练时间、技术人员数量、维修飞机的非标准工装的品种和数量；
要求飞机具备强大的战场态势感知和信息作战能力；
要求飞机拥有无线电电子设备综合系统，具备演化为其他变体的能力；
要求飞机具备空地打击能力。LFI计划的要求则包括能够比美军的“空战战斗机”计划的成果（F-16“战隼”战斗机）和“舰载战斗攻击机”计划的成果（F/A-18“大黄蜂”战斗机）具备更加优越的空战性能，以及便于在前线航空兵机场起降的短距起降性能、低成本和超机动性。
1983年，由于项目经费已经严重超支，苏联航空工业部门相关负责人决定将该计划更改为一个旨在提高效率并开发适用于所有飞机技术的联合项目，交由拥有开发米格－23歼击机成功经验的米高扬设计局。1986年，在中央空气流体力学研究院（TsAGI)协助下，米高扬设计局的项目1. 42中选，该项目的成果能够充分满足空军需求，采用由TsAGI论证的最适合空军的气动外形，以及静不稳定设计，拥有良好的升力特性和机动性能。而由苏霍伊设计局负责的S-32计划和雅克夫列夫设计局负责的相应计划则最终宣告落选，不甘心的苏霍伊设计局以S-32计划的前掠翼布局具有优良的低速性能为由找上了苏联海军，由后者支持，最终使该计划得以实施，发展成为苏－47歼击机。
不幸的是，由于苏联空军和国土防空军长期以来对歼击机定位的分歧，项目1. 42的推进极其缓慢，防空歼击航空兵部队对项目1. 42更倾向于前线歼击机的设计表示了不满。同时，尽管MFI和LFI项目的设计都通过了审查，但米高扬设计局在严格的预算限制下，还是选择将MFI项目更早地开发出来，而搁置了LFI项目。
1994年，项目1. 42原型机在茹科夫斯基空军基地进行了首次测试，但此时俄罗斯正处在极度的动荡当中，不但设计局缺乏预算采购更多的试验性设备，俄罗斯航空部队内部此时也正在为空军和防空军的合并而争吵。1997年，俄罗斯政府正式宣布停止向该项目拨款，但不死心的米高扬设计局仍然使用自有资金推进着这个项目。1998年3月，原防空军莫斯科防空区司令员阿纳托利·科尔努科夫上将被任命为俄罗斯空军司令员。出身自防空兵部队的科尔努科夫对MFI项目提出了强烈的质疑，米高扬设计局由此失去了空军的支持，多用途前线歼击机计划宣布全部终止。1998年底，由于俄罗斯政府在与中国的航空技术合作上尝到了甜头，因此决定将项目1. 42的部分成果向外界公开，以便获得外界投资，继续进行项目研发。1999年，米高扬设计局将项目1. 42的成果集中展现在项目1. 44原型机上，期待获得政府或者外国投资者的支持，但很明显，在美国ATF项目日趋成熟并且即将进入生产的时候，外界普遍认为米高扬设计局的方案不具备生命力。
俄罗斯政府拒绝为该计划进一步投资，而潜在的中国投资者虽然接触到了一部分项目1. 44的资料，但在决策层的影响下，中国空军和中国航空工业决定自行启动第五代歼击机研发计划。在两次飞行之后，项目1. 42被彻底终止。
21世纪后，F-22战斗机投入批量生产，同时，衍生自CALF项目的JSF项目也正式确定以X-35原型机为研发基础。俄罗斯空军和防空部队相关Leader对自身歼击机落后于美军歼击机半代甚至一代的现状表达了担忧。如果不能成功研发和制造出第五代歼击机供给航空兵部队使用，已经严重萎缩的俄罗斯航空兵将不能再有效地承担国土防空任务。然而，紧张的资金状况迫使俄罗斯相关部门和Leader不得不在飞机的成本问题上作出妥协，此时，美国的JSF项目吸引了俄罗斯人的眼球。
由于资金问题和已经显得落后的技术，俄罗斯不可能将S-37项目或者项目1. 44发展为成熟的第五代歼击机，而且就价格而言，二者在国际市场上与JSF相比显然是毫无竞争力的。因此，时任米高扬设计局总设计师的罗斯季拉夫·别利亚科夫倡导生产一种采用先进技术的轻型五代歼击机，供给俄罗斯航空兵部队使用的同时作为主力出口机型与JSF项目竞争。
米高扬设计局首先提供了I-2000轻型歼击机的设计方案，该歼击机正常起飞重量为12吨，最大起飞重量为16吨，预估造价与米格－35歼击机相当。该项目后来发展成为LFS和LMFS项目，LMFS项目设有基于MiG-35使用的RD-33MK-35发动机的11吨推力发动机。该型飞机可能有鸭翼和内部武器舱，最大起飞重量为25吨。
俄罗斯航空专家称，LMFS项目计划原型机的长度为15. 5米，翼展为11. 5米，只有一个内部武器舱，最大起飞重量为24. 5吨，最大速度为2马赫，使用副油箱时的转场航程为4000千米。2020年12月，控股俄罗斯联合航空公司的俄罗斯国家石油公司相关负责人宣布，将在LMFS项目的基础上独立投资开发新一代轻型歼击机。该型歼击机采用单发推进，可选有人或无人操作。俄罗斯空军相关负责人则宣称，将在苏－57歼击机的生产制造进入稳定阶段之后考虑采购轻型歼击机。这表明米高扬设计局与苏霍伊设计局的第五代歼击机之争仍将继续下去。
尽管轻型歼击机的研发如火如荼，而且从未停止，但俄罗斯空军和后来的俄罗斯空天军却更加青睐尺寸和重量都相对更大的歼击机。在资金受到严格限制的情况下，俄罗斯空军仍然提出了一种正常起飞重量为23吨的“中型歼击机计划”（SFI),当时俄罗斯空军Leader认为，俄罗斯空军理想的下一代歼击机将是类似于美军使用的F/A-18E/F的隐形歼击机。米高扬设计局很快提供了正常起飞重量为19吨的歼击机设计方案，而苏霍伊设计局也立刻放弃了其一直在推进的S-54计划，转而大张旗鼓地投入到了新的设计中。为了迎合当局提出的“中型前线歼击机”的设计要求，苏霍伊设计局的新方案被描述为“大于米格－29但小于苏－27”。实际上，在俄罗斯空军内部很多将校的暗中支持下，苏霍伊设计局使用了2台大推力发动机为新型歼击机提供动力，这显然已经将新型歼击机变为了一种最大起飞重量超过30吨的重型机。
2001年，新型歼击机的战术技术任务书被提出，该项目被称为“前线航空兵未来航空综合体”，即PAK-FA;2002年，苏霍伊设计局的I-21方案（内部代号T-50)被确定为新型歼击机基础发展型号；2004年，T-50方案的基本技术指标被正式确定下来；2005年，新型歼击机经费正式批复；2006年，新型歼击机细节设计全部完成；2007年，苏霍伊设计局开始制造第一架新型歼击机原型机，T-50初露峥嵘。
苏－57多用途重型歼击机的前世今生
复杂的演进历史
1969年，苏联为了应对美军的“青年一代战斗机”，即后来所称的包括格鲁曼F-14“雄猫”重型舰载战斗机、麦克唐纳·道格拉斯F-15“鹰”重型战斗机、通用动力F-16“战隼”轻型战斗机和麦克唐纳·道格拉斯F/A-18“大黄蜂”轻型舰载战斗机在内的第四代战斗机，启动了“远景前线歼击机”（PFI)计划。这个计划后来被分为重型歼击机（TPFI)和轻型歼击机（LPFI)两个子计划，前者成功演变为苏－27多用途重型歼击机，后者则成功演变为米格－29多用途轻型歼击机。
在成功研发出TPFI和LPFI之后，为了应对美军当时正在推进的“先进战术战斗机”（ATF)计划、“海军先进战术战斗机”（NATF)计划，以及正在研发的A-12隐形攻击机，苏联政府启动了新一代战机的研发计划，这些计划包括I-90新一代歼击机计划、Sh-90新一代强击机计划、B-90新一代轰炸机计划、M-67新一代侦察飞机计划。I-90计划则像上一代的PFI计划一样，包含了两个子计划，即重型前线歼击机计划（MFI)和轻型前线歼击机计划（LFI) .
MFI计划的要求如下：
要求飞机必须具备超机动性；
要求飞机具备超级巡航能力；
要求飞机具备雷达和红外隐身能力；
要求飞机具备优秀的野战起降性能；
要求减少飞行员训练时间、技术人员数量、维修飞机的非标准工装的品种和数量；
要求飞机具备强大的战场态势感知和信息作战能力；
要求飞机拥有无线电电子设备综合系统，具备演化为其他变体的能力；
要求飞机具备空地打击能力。LFI计划的要求则包括能够比美军的“空战战斗机”计划的成果（F-16“战隼”战斗机）和“舰载战斗攻击机”计划的成果（F/A-18“大黄蜂”战斗机）具备更加优越的空战性能，以及便于在前线航空兵机场起降的短距起降性能、低成本和超机动性。
1983年，由于项目经费已经严重超支，苏联航空工业部门相关负责人决定将该计划更改为一个旨在提高效率并开发适用于所有飞机技术的联合项目，交由拥有开发米格－23歼击机成功经验的米高扬设计局。1986年，在中央空气流体力学研究院（TsAGI)协助下，米高扬设计局的项目1. 42中选，该项目的成果能够充分满足空军需求，采用由TsAGI论证的最适合空军的气动外形，以及静不稳定设计，拥有良好的升力特性和机动性能。而由苏霍伊设计局负责的S-32计划和雅克夫列夫设计局负责的相应计划则最终宣告落选，不甘心的苏霍伊设计局以S-32计划的前掠翼布局具有优良的低速性能为由找上了苏联海军，由后者支持，最终使该计划得以实施，发展成为苏－47歼击机。
不幸的是，由于苏联空军和国土防空军长期以来对歼击机定位的分歧，项目1. 42的推进极其缓慢，防空歼击航空兵部队对项目1. 42更倾向于前线歼击机的设计表示了不满。同时，尽管MFI和LFI项目的设计都通过了审查，但米高扬设计局在严格的预算限制下，还是选择将MFI项目更早地开发出来，而搁置了LFI项目。
1994年，项目1. 42原型机在茹科夫斯基空军基地进行了首次测试，但此时俄罗斯正处在极度的动荡当中，不但设计局缺乏预算采购更多的试验性设备，俄罗斯航空部队内部此时也正在为空军和防空军的合并而争吵。1997年，俄罗斯政府正式宣布停止向该项目拨款，但不死心的米高扬设计局仍然使用自有资金推进着这个项目。1998年3月，原防空军莫斯科防空区司令员阿纳托利·科尔努科夫上将被任命为俄罗斯空军司令员。出身自防空兵部队的科尔努科夫对MFI项目提出了强烈的质疑，米高扬设计局由此失去了空军的支持，多用途前线歼击机计划宣布全部终止。1998年底，由于俄罗斯政府在与中国的航空技术合作上尝到了甜头，因此决定将项目1. 42的部分成果向外界公开，以便获得外界投资，继续进行项目研发。1999年，米高扬设计局将项目1. 42的成果集中展现在项目1. 44原型机上，期待获得政府或者外国投资者的支持，但很明显，在美国ATF项目日趋成熟并且即将进入生产的时候，外界普遍认为米高扬设计局的方案不具备生命力。
俄罗斯政府拒绝为该计划进一步投资，而潜在的中国投资者虽然接触到了一部分项目1. 44的资料，但在决策层的影响下，中国空军和中国航空工业决定自行启动第五代歼击机研发计划。在两次飞行之后，项目1. 42被彻底终止。
21世纪后，F-22战斗机投入批量生产，同时，衍生自CALF项目的JSF项目也正式确定以X-35原型机为研发基础。俄罗斯空军和防空部队相关Leader对自身歼击机落后于美军歼击机半代甚至一代的现状表达了担忧。如果不能成功研发和制造出第五代歼击机供给航空兵部队使用，已经严重萎缩的俄罗斯航空兵将不能再有效地承担国土防空任务。然而，紧张的资金状况迫使俄罗斯相关部门和Leader不得不在飞机的成本问题上作出妥协，此时，美国的JSF项目吸引了俄罗斯人的眼球。
由于资金问题和已经显得落后的技术，俄罗斯不可能将S-37项目或者项目1. 44发展为成熟的第五代歼击机，而且就价格而言，二者在国际市场上与JSF相比显然是毫无竞争力的。因此，时任米高扬设计局总设计师的罗斯季拉夫·别利亚科夫倡导生产一种采用先进技术的轻型五代歼击机，供给俄罗斯航空兵部队使用的同时作为主力出口机型与JSF项目竞争。
米高扬设计局首先提供了I-2000轻型歼击机的设计方案，该歼击机正常起飞重量为12吨，最大起飞重量为16吨，预估造价与米格－35歼击机相当。该项目后来发展成为LFS和LMFS项目，LMFS项目设有基于MiG-35使用的RD-33MK-35发动机的11吨推力发动机。该型飞机可能有鸭翼和内部武器舱，最大起飞重量为25吨。
俄罗斯航空专家称，LMFS项目计划原型机的长度为15. 5米，翼展为11. 5米，只有一个内部武器舱，最大起飞重量为24. 5吨，最大速度为2马赫，使用副油箱时的转场航程为4000千米。2020年12月，控股俄罗斯联合航空公司的俄罗斯国家石油公司相关负责人宣布，将在LMFS项目的基础上独立投资开发新一代轻型歼击机。该型歼击机采用单发推进，可选有人或无人操作。俄罗斯空军相关负责人则宣称，将在苏－57歼击机的生产制造进入稳定阶段之后考虑采购轻型歼击机。这表明米高扬设计局与苏霍伊设计局的第五代歼击机之争仍将继续下去。
尽管轻型歼击机的研发如火如荼，而且从未停止，但俄罗斯空军和后来的俄罗斯空天军却更加青睐尺寸和重量都相对更大的歼击机。在资金受到严格限制的情况下，俄罗斯空军仍然提出了一种正常起飞重量为23吨的“中型歼击机计划”（SFI),当时俄罗斯空军Leader认为，俄罗斯空军理想的下一代歼击机将是类似于美军使用的F/A-18E/F的隐形歼击机。米高扬设计局很快提供了正常起飞重量为19吨的歼击机设计方案，而苏霍伊设计局也立刻放弃了其一直在推进的S-54计划，转而大张旗鼓地投入到了新的设计中。为了迎合当局提出的“中型前线歼击机”的设计要求，苏霍伊设计局的新方案被描述为“大于米格－29但小于苏－27”。实际上，在俄罗斯空军内部很多将校的暗中支持下，苏霍伊设计局使用了2台大推力发动机为新型歼击机提供动力，这显然已经将新型歼击机变为了一种最大起飞重量超过30吨的重型机。
2001年，新型歼击机的战术技术任务书被提出，该项目被称为“前线航空兵未来航空综合体”，即PAK-FA;2002年，苏霍伊设计局的I-21方案（内部代号T-50)被确定为新型歼击机基础发展型号；2004年，T-50方案的基本技术指标被正式确定下来；2005年，新型歼击机经费正式批复；2006年，新型歼击机细节设计全部完成；2007年，苏霍伊设计局开始制造第一架新型歼击机原型机，T-50初露峥嵘。
【分子植物卓越中心在大肠杆菌中实现多种氧化贝壳杉烷类二萜的高效从头合成】
近日，中国科学院分子植物科学卓越创新中心研究员王勇团队在Metabolic Engineering上在线发表了题为De novo production of versatile oxidized kaurene diterpenes in Escherichia coli的研究论文，该研究以大肠杆菌为底盘高效地实现了11种不同氧化形式的对映-贝壳杉烷类二萜化合物的从头生物合成。
对映-贝壳杉烷类二萜是一类重要的天然产物，具有多样的化学结构，在植物的生长发育、微生物防御、应对非生物胁迫等生命过程中起到关键作用。此外，此类化合物还具有显著的细胞毒性、抗肿瘤活性、特殊风味口感等理化性质，因此被广泛应用于食品工业和药物开发领域中。在此类化合物的生物合成中，母核骨架的羟基化修饰为进一步发生糖基化、酰基化等提供了支点，是产生终端产物多样性的重要前提。通常，对映-贝壳杉烷母核的C1、C3、C7、C13、C16、C19等位置富于各种氧化修饰。例如C7和C19的羧基化是植物激素赤霉素类合成途径中的关键步骤，C7、C3和C1的氧化取代在唇形科香茶菜属植物的活性二萜中尤为常见，C13的羟基引入对于甜菊糖苷类的合成至关重要，而以C16-羟基对映-贝壳杉烷为前体的化合物则包括具有抗HIV活性的雷公藤福定（tripterifordin）等分子。
目前对于对映-贝壳杉烷母核的氧化修饰主要通过化学合成实现，存在反应步骤冗长、产率低等诸多问题。此外，有机合成亦较难实现具有立体选择性或位点特异性的高效氧化修饰。鉴于上述原因，在该研究中，研究人员开发了一系列大肠杆菌工程菌株，以特异性的细胞色素P450氧化酶和萜类合酶为介导，实现了多种对映-贝壳杉烷类氧化中间体的从头生物合成。研究人员通过菌株筛选和前体强化，确定了增强甲羟戊酸（MVA）途径的K系大肠杆菌为最合适的合成宿主。研究进一步通过筛选不同物种来源的贝壳杉烯氧化酶（KO）并以N端融合助溶标签的方式，成功提升了关键中间体对映-贝壳杉烯酸（KA）的产量（~250 mg/L）。以甜菊醇（SV）为目标，研究人员组合了N端改造、密码子优化、拷贝数和表达强度调节等多种的策略对贝壳杉烯酸13位羟化酶（KA13H）进行了优化，选择拟南芥来源的AtCYP714A2为最佳的KA13H，在引入细胞色素b5（甜叶悬钩子来源的RsCYB5）改善电子传递并抑制蛋白降解的帮助下，大幅提升了SV在摇瓶中的合成效率，产量达到521 mg/L。为了进一步提高KA至SV的羟基化转化率，研究人员利用AlphaFold预测了AtCYP714A2的结构并将其与二萜底物进行了分子对接模拟。根据蛋白-底物复合物对接模型，将底物结合口袋中潜在的十余种关键氨基酸残基进行定点突变后发现，突变体I403L能够通过解除底物抑制、增强底物结合亲和力等方式提升KA的13位羟基化效率。相比于野生型AtCYP714A2，突变体I403L的KA转化率由71%提升至87%。组合最优的KO和KA13H突变体后，研究人员在5L发酵罐中实现了克级规模的甜菊醇的从头生物合成，产量达到1.07 g/L。
以此为基础，将上述优化策略运用于不同的氧化修饰酶后，研究人员还成功地获得了多种C3、C7、C16、C19单氧化或双氧化的对映-贝壳杉烷类二萜分子。利用水稻来源的OsCYP76M家族氧化酶、OsCYP99A3，链霉菌来源的双加氧酶PtmO6，小立碗藓来源的双功能萜类合酶PpCPS/KS和多种不同来源的KO的组合生物合成策略，研究人员在大肠杆菌中合成了7β-羟基对映-贝壳杉烯、3α-羟基对映-贝壳杉烯、7β-羟基对映-贝壳杉烯-19-酸、3α-羟基对映-贝壳杉烯-19-酸、16α-羟基对映-贝壳杉烷、16α-19-二羟基对映-贝壳杉烷、16α-羟基对映-贝壳杉烷-19-酸等分子，摇瓶中的产量分别达到20~600 mg/L。
该研究建立了高效合成氧化对映-贝壳杉烷类二萜分子的原核生物合成体系，以简单碳源（甘油）为起始，在不添加复杂前体物质的情况下实现了多种贝壳杉烷类二萜氧化中间体的从头生物合成，不仅为进一步工业化大规模制造复杂的二萜分子提供了基础，也为筛选和鉴定未知的贝壳杉烷类二萜氧化酶提供了可靠的平台。
相关研究工作得到国家重点研发计划、国家自然科学基金、上海市优秀学术带头人计划、中科院战略性先导科技专项（B类）及中科院青年创新促进会的资助。
近日，中国科学院分子植物科学卓越创新中心研究员王勇团队在Metabolic Engineering上在线发表了题为De novo production of versatile oxidized kaurene diterpenes in Escherichia coli的研究论文，该研究以大肠杆菌为底盘高效地实现了11种不同氧化形式的对映-贝壳杉烷类二萜化合物的从头生物合成。
对映-贝壳杉烷类二萜是一类重要的天然产物，具有多样的化学结构，在植物的生长发育、微生物防御、应对非生物胁迫等生命过程中起到关键作用。此外，此类化合物还具有显著的细胞毒性、抗肿瘤活性、特殊风味口感等理化性质，因此被广泛应用于食品工业和药物开发领域中。在此类化合物的生物合成中，母核骨架的羟基化修饰为进一步发生糖基化、酰基化等提供了支点，是产生终端产物多样性的重要前提。通常，对映-贝壳杉烷母核的C1、C3、C7、C13、C16、C19等位置富于各种氧化修饰。例如C7和C19的羧基化是植物激素赤霉素类合成途径中的关键步骤，C7、C3和C1的氧化取代在唇形科香茶菜属植物的活性二萜中尤为常见，C13的羟基引入对于甜菊糖苷类的合成至关重要，而以C16-羟基对映-贝壳杉烷为前体的化合物则包括具有抗HIV活性的雷公藤福定（tripterifordin）等分子。
目前对于对映-贝壳杉烷母核的氧化修饰主要通过化学合成实现，存在反应步骤冗长、产率低等诸多问题。此外，有机合成亦较难实现具有立体选择性或位点特异性的高效氧化修饰。鉴于上述原因，在该研究中，研究人员开发了一系列大肠杆菌工程菌株，以特异性的细胞色素P450氧化酶和萜类合酶为介导，实现了多种对映-贝壳杉烷类氧化中间体的从头生物合成。研究人员通过菌株筛选和前体强化，确定了增强甲羟戊酸（MVA）途径的K系大肠杆菌为最合适的合成宿主。研究进一步通过筛选不同物种来源的贝壳杉烯氧化酶（KO）并以N端融合助溶标签的方式，成功提升了关键中间体对映-贝壳杉烯酸（KA）的产量（~250 mg/L）。以甜菊醇（SV）为目标，研究人员组合了N端改造、密码子优化、拷贝数和表达强度调节等多种的策略对贝壳杉烯酸13位羟化酶（KA13H）进行了优化，选择拟南芥来源的AtCYP714A2为最佳的KA13H，在引入细胞色素b5（甜叶悬钩子来源的RsCYB5）改善电子传递并抑制蛋白降解的帮助下，大幅提升了SV在摇瓶中的合成效率，产量达到521 mg/L。为了进一步提高KA至SV的羟基化转化率，研究人员利用AlphaFold预测了AtCYP714A2的结构并将其与二萜底物进行了分子对接模拟。根据蛋白-底物复合物对接模型，将底物结合口袋中潜在的十余种关键氨基酸残基进行定点突变后发现，突变体I403L能够通过解除底物抑制、增强底物结合亲和力等方式提升KA的13位羟基化效率。相比于野生型AtCYP714A2，突变体I403L的KA转化率由71%提升至87%。组合最优的KO和KA13H突变体后，研究人员在5L发酵罐中实现了克级规模的甜菊醇的从头生物合成，产量达到1.07 g/L。
以此为基础，将上述优化策略运用于不同的氧化修饰酶后，研究人员还成功地获得了多种C3、C7、C16、C19单氧化或双氧化的对映-贝壳杉烷类二萜分子。利用水稻来源的OsCYP76M家族氧化酶、OsCYP99A3，链霉菌来源的双加氧酶PtmO6，小立碗藓来源的双功能萜类合酶PpCPS/KS和多种不同来源的KO的组合生物合成策略，研究人员在大肠杆菌中合成了7β-羟基对映-贝壳杉烯、3α-羟基对映-贝壳杉烯、7β-羟基对映-贝壳杉烯-19-酸、3α-羟基对映-贝壳杉烯-19-酸、16α-羟基对映-贝壳杉烷、16α-19-二羟基对映-贝壳杉烷、16α-羟基对映-贝壳杉烷-19-酸等分子，摇瓶中的产量分别达到20~600 mg/L。
该研究建立了高效合成氧化对映-贝壳杉烷类二萜分子的原核生物合成体系，以简单碳源（甘油）为起始，在不添加复杂前体物质的情况下实现了多种贝壳杉烷类二萜氧化中间体的从头生物合成，不仅为进一步工业化大规模制造复杂的二萜分子提供了基础，也为筛选和鉴定未知的贝壳杉烷类二萜氧化酶提供了可靠的平台。
相关研究工作得到国家重点研发计划、国家自然科学基金、上海市优秀学术带头人计划、中科院战略性先导科技专项（B类）及中科院青年创新促进会的资助。
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