L-叔亮氨酸是一种非天然手性氨基酸，由于叔丁基的空间位阻大，叔亮氨酸的衍生物在不对称合成中作为诱导不对称的模板，在不对称化学合成中应用非常广泛。又由于占空间大的叔丁基链及其疏水性，它在多肽的合成中能够很好地控制分子构象，增加多肽的疏水性和受酶降解的稳定性，因此，可用于抗肿瘤、抗艾滋病等药物和生物抑剂及肽等的合成，是一种重要的医药中间体。

已报道的叔亮氨酸的合成方法有化学合成法和生物酶合成法。化学合成法研究较早，近年也有不少报道，但反应路线长、反应复杂、手性选择性不好、成本高。生物酶合成法已逐渐引起人们的兴趣。

叔亮氨酸的酶法合成关键是如何将氨基酸脱氢酶与甲醇脱氢酶高效偶联，使辅酶NADH能够很好地循环利用。文献报道的方法是将两酶分别固定化，但需不断外加辅酶以维持高效催化反应，成本高无法实现产业化。也有文献将两酶与辅酶一起共固定在特殊的膜上来实现连续生产，但这种方法操作比较复杂，需要特殊设备，而且大规模生产受限制。因此，目前叔亮氨酸的工业化生产还是以化学合成法和酶拆分法为主，成本较高。

本项目对氨基酸脱氢酶与甲醇脱氢酶按最佳比例进行融合表达，构建基因工程菌，通过发酵优化，提高融合酶的表达量，并将酶原位固定在细胞内，利用胞内自身的辅酶进行催化反应，实现两酶的高效偶联。