D-氨基酸不僅是生命體的組成成分，如組成細菌的細胞壁，而且是參與藥物和其他精細化工品合成的重要前體或模塊。美國G.I.A 公司的市場調(diào)研報告表明，未來D-氨基酸在藥物及藥物中間體合成中應用、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，由此預測2017年D-氨基酸的全球市場量將達到37億美元。D-氨基酸的生物合成途徑已有相關文獻，但是這些途徑均是多酶偶聯(lián)反應，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還原氨化一步生成D-氨基酸。D-氨基酸脫氫酶在細菌中一般以膜蛋白形式存在，大大影響了其工業(yè)應用。

    中科院天津工業(yè)生物技術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，通過基因挖礦的方法獲得一個來源于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。其中該酶對丙酮酸的轉化率和ee值均高達99%。此酶是同家族已報道蛋白中第一個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蛋白質工程獲取有效的D-氨基酸脫氫酶方面具有了優(yōu)越的價值。

    研究成果已經(jīng)被Applied and Environmental Microbiology公開發(fā)表。該項目獲得國家自然科學基金（21072151）和973項目（2011CB710801）的支持。