Исследование природы ферментативного катализа и механизмов ферментативных реакций, поиск путей увеличения молекулярной активности ферментов и ферментных комплексов;
Получение новых эффективных биокатализаторов с использованием методов белковой инженерии, направленной эволюции, рационального дизайна; изменение функциональных свойств ферментов, увеличение их активности, увеличение стабильности при различных, в том числе экстремальных условиях функционирования, изменение специфичности, уменьшение ингибирующего влияния различных веществ;
Поиск и создание новых ферментов, катализирующих разнообразные химические и биохимические реакции. Создание биокатализаторов для эффективной деполимеризации природных полимеров, для тонкого органического синтеза и фармацевтики, для использования в различных областях промышленности (технические ферменты) и сельского хозяйства (кормовые добавки). Создание комплексных мультиферментных композиций, характеризующихся сочетанием различных видов активности;
Эффективное использование природного биоразнообразия как источника новых ферментов с уникальными свойствами (высокая каталитическая активность, стабильность при экстремальных значениях рН, температуры, высокой концентрации солей), установление пространственной структуры и биохимических характеристик новых ферментов, создание микроорганизмов – продуцентов новых ферментов; совершенствование эукариотических систем экспрессии новых ферментов.