近期，我校生物工程学院罗玮教授团队在计算机辅助设计改造亮氨酸脱氢酶提高L-叔亮氨酸产量方面取得重要进展，研究成果“Semi-rational engineering of leucine dehydrogenase for enhanced L-tert-leucine production”正式发表于International Journal of Biological Macromolecules (中科院一区，Top，IF = 7.7)。
L-叔亮氨酸作为中间体被用于合成抗肿瘤药剂以及HIV蛋白抑制剂，也可以作为食品营养强化剂中的一种组成成分。与传统合成方法相比，生物酶法反应条件温和，对环境友好，同时收率和产物光学纯度都很高。该研究旨在提升亮氨酸脱氢酶在L-叔亮氨酸催化生产方面的应用潜力，同时为优化亮氨酸脱氢酶和其他工业酶提供了一种实用有效的方法。
在这项研究中，实施了三步策略来提高亮氨酸脱氢酶EsiLeuDH对三甲基丙酮酸的催化活性以及生产效率。首先通过半理性设计预测潜在突变位点，并使用丙氨酸扫描定点突变文库，接着采用高通量筛选方法构建定点饱和突变文库，最后通过迭代饱和突变，获得最优突变体EsiLeuDH-M3，比酶活相比于野生型EsiLeuDH提高了306%。结合NADH再生系统生产L-Tle，在0.7 M的底物浓度下实现了TMP的高转化率(91%)，这有望降低L-Tle的工业应用中的生产成本。该研究工作受到德国马普所酶工程领域著名专家Reetz教授的点评和称赞！
罗玮教授为该论文的通讯作者，我校2022级研究生梁燕秋和王琼老师共同为第一作者。近年来，我校生物工程学院罗玮教授团队利用合成生物学技术在高附加值产品代谢工程、酶/蛋白质工程以及发酵工艺方面取得重要进展，相关成果陆续发表于International Journal of Biological Macromolecules（2024a、2024b）、Journal of Agricultural and Food Chemistry（2024a/b、2021）、Applied and Environmental Microbiology（2020a、2020b）、Molecular Catalysis（2022、2021）、Bioresource Technology（2018）等本领域权威期刊。
