手性氨基酸，尤其是非天然氨基酸，是合成手性药物、手性农药和手性食品添加剂等精细化学品的关键中间体，D-氨基酸属于非天然氨基酸，不参与蛋白质的合成，但广泛存在于自然界中且对生物体有着重要的意义。由于其在食品、医药等领域展现出来的优势特点，D-氨基酸品种的需求量快速增长，这就需要一种高效绿色的制备方法来满足需求。从反应原子经济学及温和反应条件的角度考虑，利用D-氨基酸脱氢酶催化酮酸不对称还原氨化合成D-氨基酸是最理想的方法之一。内消旋-二氨基庚二酸脱氢酶（meso-DAPDH）是一类NADP+-依赖型氧化还原酶，辅酶NAD(H)和辅酶NADP(H)相比而言，NAD(H)有稳定性好、价格相对较低以及更广的辅酶循环再生方法等优点，实际的生产应用中，多倾向于使用NAD(H)依赖型脱氢酶。因此，本课题构建一种高效筛选能够利用辅酶NADH的高活性氨基酸脱氢酶突变体，并阐释辅酶与氨基酸脱氢酶底物结合中心的构象关系，解析辅酶特异性利用的分子机制。

   本研究在D-氨基酸脱氢酶的改造与挖掘方面进行了深入的研究，具体地：1）构建了氨基酸脱氢酶突变体的高通量筛选方法。利用碘硝基四唑紫（INT）/吩嗪硫酸甲酯（PMS）与氨基酸脱氢酶耦联分析，构建了显色耦联筛选体系，基于溶菌酶破壁方法，优化确定了最佳菌体破壁条件；2）利用高通量筛选方法对构建的突变库进行了筛选，筛选获得能够利用NAD+的突变体并对突变体底物结合残基保守性评分；3）利用分子对接和分子动力学模拟对突变体底物中心结合口袋与辅酶NAD+的结合状态，解析辅酶特异性转变的分子机制。同时，深入挖掘传统发酵食品源微生物中的氨基酸脱氢酶，以期获得更多抗性优良的酶基因。本研究从构建方法，突变体筛选及突变体结构分析展开研究，顺利完成了研究计划。基于方法构建、微生物筛选等方面，发表多篇论文，顺利完成课题研究。