L-丙氨酸可以通過(guò)發(fā)酵法和酶法催化L-天冬氨酸脫羧合成。由于成本效益，工業(yè)上主要是發(fā)酵方法合成L-丙氨酸；但是與酶催化相比，發(fā)酵法生產(chǎn)L-丙氨酸存在光學(xué)純度差、副產(chǎn)物多、純化困難等明顯缺點(diǎn)。隨著(zhù)L-丙氨酸作為藥物前體的需求不斷增加，生產(chǎn)具有高光學(xué)純度的L-丙氨酸變得日益重要。

　　本研究基于多酶系統構建，探索了一種具有良好應用前景的低成本、高效率的L-丙氨酸工業(yè)化生產(chǎn)工藝。本工藝以馬來(lái)酸酐為原料，分別在馬來(lái)酸異構酶、天冬氨酸酶和天冬氨酸？？脫羧酶的催化下，轉化為L(cháng)-丙氨酸。通過(guò)對關(guān)鍵酶的篩選、重組酶的表達優(yōu)化以及宿主細胞的基因修飾，獲得了由宿主細胞基因組酶和兩種重組酶組成的三酶系統，既降低了細胞的生長(cháng)壓力，又實(shí)現了重組酶的高效表達。同時(shí)，開(kāi)發(fā)了L-丙氨酸轉化的循環(huán)工藝：三酶系統催化合成的高濃度L-丙氨酸，用馬來(lái)酸滴定法沉淀L-丙氨酸，沉降后的上清溶液循環(huán)用于下一批全細胞催化，大大降低了污水排放。

　　該工藝生成的L-丙氨酸成本低，產(chǎn)率和光學(xué)純度高，非常適合作為藥物前體。另外，反應液的循環(huán)利用可大幅減少廢水排放，符合綠色制造的發(fā)展戰略。

　　江南大學(xué)19級碩士生崔睿智為該論文第一作者，周哲敏教授和劉中美教授為該論文的共同通訊作者。上述研究工作得到了國際科技合作創(chuàng )新重點(diǎn)項目（2021YFC2100900, 2017YFE0129600）、國家自然科學(xué)基金（21878125）等項目的資助。