D-氨基酸不僅是生命體的組成成分，如組成細(xì)菌的細(xì)胞壁，而且是參與藥物和其他精細(xì)化工品合成的重要前體或模塊。美國(guó)G.I.A 公司的市場(chǎng)調(diào)研報(bào)告表明，未來(lái)D-氨基酸在藥物及藥物中間體合成中應(yīng)用、新藥研發(fā)以及一些新半合成抗生素合成中的需求量將大大增加，由此預(yù)測(cè)2017年D-氨基酸的全球市場(chǎng)量將達(dá)到37億美元。D-氨基酸的生物合成途徑已有相關(guān)文獻(xiàn)，但是這些途徑均是多酶偶聯(lián)反應(yīng)，步驟繁雜。而D-氨基酸脫氫酶則可以以酮酸和銨鹽為原料通過(guò)還原氨化一步生成D-氨基酸。D-氨基酸脫氫酶在細(xì)菌中一般以膜蛋白形式存在，大大影響了其工業(yè)應(yīng)用。

    中科院天津工業(yè)生物技術(shù)研究所朱敦明研究員課題組以一類特殊的D-氨基酸脫氫酶-meso-二氨基庚二酸脫氫酶為目標(biāo)，通過(guò)基因挖礦的方法獲得一個(gè)來(lái)源于Symbiobacterium thermophilum的meso-二氨基庚二酸脫氫酶。該酶可以以丙酮酸、4-甲基-2-氧代戊酸等酮酸為底物分別生成D-丙氨酸和D-亮氨酸等D-氨基酸。其中該酶對(duì)丙酮酸的轉(zhuǎn)化率和ee值均高達(dá)99%。此酶是同家族已報(bào)道蛋白中第一個(gè)具有較寬底物專一性的蛋白。此外，溫度穩(wěn)定性分析發(fā)現(xiàn)，此酶是目前耐熱性最好的一個(gè)meso-二氨基庚二酸脫氫酶。這些特性使得該酶在D-丙氨酸合成以及通過(guò)蛋白質(zhì)工程獲取有效的D-氨基酸脫氫酶方面具有了優(yōu)越的價(jià)值。

    研究成果已經(jīng)被Applied and Environmental Microbiology公開(kāi)發(fā)表。該項(xiàng)目獲得國(guó)家自然科學(xué)基金（21072151）和973項(xiàng)目（2011CB710801）的支持。