生物催化在细胞代谢和生物制造中扮演着至关重要的角色，多酶级联催化被广泛应用于医药、食品和工业等领域。自然界中，多酶复合体的空间结构通常被精细调控以控制催化反应速率。受自然启发，可通过融合酶、蛋白支架及核酸支架等多种组装策略构建人工多酶复合体，从而提高级联反应催化效率。本课题组通过高通量测试及空间结构预测解析了人工多酶复合体的空间构效关系，初步破译了多酶空间邻近性和效率的“密码”，发现多酶复合体的空间距离和通道角度是影响催化效率的关键因素。基于此，课题组开发了人工多酶复合体设计工具iMARS，实现从氨基酸序列到人工多酶复合体相对活性的快速预测，标志着多酶组装从依赖实验试错法迈向理性设计的新纪元。同时，iMARS被应用于白藜芦醇、香兰素和麦角硫因等化合物的生物合成以及PET塑料的生物降解。