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。
本项目采用双酶法一步合成L-叔亮氨酸,具有工艺简单、绿色环保、成本低等优势。