手性芳香族β-氨基酸類化合物是合成多種生物活性物質、藥物分子的重要砌塊，具有重要的應用價值。氨基酸脫氫酶（AADHs）可以利用無機氨直接還原胺化前手性酮酸生成手性氨基酸，具有原子經濟性和立體選擇性高、環境友好等優勢。然而，與被廣泛研究的α-AADHs相比，利用β-AADHs合成手性β-氨基酸的應用開發還非常有限。
中國科學院天津工業生物技術研究所研究員朱敦明、吳洽慶團隊對目前唯一已知的一類β-AADH，即l-赤式-3,5-二氨基己酸脫氫酶(3,5-DAHDH)進行了深入的研究，根據來源于Candidatus Cloacamonas acidaminovorans的3,5-DAHDHcca的晶體結構及其催化機理，以(S)-β-高苯丙氨酸和(R)-β-苯丙氨酸為模式底物，通過飽和突變體庫的篩選和進一步組合突變，獲得了活性提高3-2560倍的突變體。酶動力學參數的測定和分子對接分析表明，對底物口袋的改造提高了酶與底物的親和力，從而提高了酶的催化效率。最終，該團隊利用這些優異突變體作為催化劑，通過不對稱還原β-酮酸和不對稱拆分消旋體兩種方法分別制備獲得了具有不同立體構型的芳香族β-氨基酸（ee值均大于99%）。該研究擴大了β-AADHs的可催化底物范圍，為手性芳香族β-氨基酸的綠色合成提供了新方法。
相關研究成果發表在《有機化學通訊》（Organic Letters）上。該工作得到國家重點研發計劃、國家自然科學基金和天津市合成生物技術創新能力提升項目的支持。
β-氨基酸脫氫酶催化合成不同立體構型的芳香族β-氨基酸
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