D-氨基酸不仅是生命体的组成成分，如组成细菌的细胞壁，而且是参与药物和其他精细化工品合成的重要前体或模块。美国G.I.A 公司的市场调研报告表明，未来D-氨基酸在药物及药物中间体合成中应用、新药研发以及一些新半合成抗生素合成中的需求量将大大增加，由此预测2017年D-氨基酸的全球市场量将达到37亿美元。D-氨基酸的生物合成途径已有相关文献，但是这些途径均是多酶偶联反应，步骤繁杂。而D-氨基酸脱氢酶则可以以酮酸和铵盐为原料通过还原氨化一步生成D-氨基酸。D-氨基酸脱氢酶在细菌中一般以膜蛋白形式存在，大大影响了其工业应用。

中科院天津工业生物技术研究所朱敦明研究员课题组以一类特殊的D-氨基酸脱氢酶-meso-二氨基庚二酸脱氢酶为目标，通过基因挖矿的方法获得一个来源于Symbiobacterium thermophilum的meso-二氨基庚二酸脱氢酶。该酶可以以丙酮酸、4-甲基-2-氧代戊酸等酮酸为底物分别生成D-丙氨酸和D-亮氨酸等D-氨基酸。其中该酶对丙酮酸的转化率和ee值均高达99%。此酶是同家族已报道蛋白中第一个具有较宽底物专一性的蛋白。此外，温度稳定性分析发现，此酶是目前耐热性最好的一个meso-二氨基庚二酸脱氢酶。这些特性使得该酶在D-丙氨酸合成以及通过蛋白质工程获取有效的D-氨基酸脱氢酶方面具有了优越的价值。

研究成果已经被Applied and Environmental Microbiology 接受并公开发表。该项目获得国家自然科学基金（21072151）和973项目（2011CB710801）的支持。

论文链接：http://aem.asm.org/content/78/24/8595.abstract