D-赖氨酸系非蛋白质氨基酸，在医药上具有重要作用，是合成促黄体生成素释放激素(LHRH)类似物的前体，能抑制蛋白质非酶糖基化作用预防糖尿病并发症，口服和静脉给药均可降低肿瘤治疗中放射性肽的肾摄取。在抗菌肽CM15中引入D-赖氨酸取代L-赖氨酸，可显著降低细胞毒性、防止蛋白酶水解以及增强细胞膜通透能力网。D-赖氨酸的多聚体，则能刺激人软骨细胞和脑星形胶质细胞的增殖，也是一种良好的药物载体。
背景技术
D-赖氨酸的制备一般先以L-赖氨酸盐酸盐为原料，用稀乙酸为溶剂，在水杨醛催化下共热消旋制得DL-赖氨酸，然后通过酶法或手性酸拆分法获得目标产物。酶法是采用微生物酶分解DL-赖氨酸中的L赖氨酸，再分离提取D-赖氨酸。刘毅等以蜂房哈夫尼菌(Hafnia alvei)中的赖氨酸脱羧酶对DL-赖氨酸进行立体选择性生物转化，从30g DL-赖氨酸中获得D-赖氨酸8.5g。此法需发酵生产菌体，酶活不稳定，转化周期长，生产成本较高。手性酸拆分法是基于赖氨酸属碱性氨基酸，理论上可与手性酸生成非对映体盐，利用2种非对映体盐的溶解度差异而分离。廖晓垣以D-酒石酸为拆分剂，从50g DL-赖氨酸中获得D-赖氨酸17g。该法工艺简单、稳定，生产成本较低，易于工业化应用。上述2种方法均采用离子交换树脂分离DL-赖氨酸与D-赖氨酸或D-赖氨酸非对映体盐，工艺长、能耗高，树脂再生对环境造成污染[1]。
生物合成法[2]
1、氨基酸消旋酶(AAR)酶活测定
在30mL 0.2mol/L磷酸钾缓冲溶液(pH=5.8)中，加入0.3g氨基酸消旋酶全细胞(干重58mg)，0.1g/L TritonX-100，4mmol/L磷酸吡哆醛(PLP)，1.8g L-赖氨酸盐酸盐，37℃、170r/min振荡反应，定时取样，离心检测上清液比旋光值。
2、赖氨酸脱羧酶(LDC) 酶活测定
在30mL 0.2mol/L磷酸钾缓冲溶液(pH =5.8)中，加入0.3g赖氨酸脱羧酶全细胞(干重60mg)，0.1g/L TritonX-100，4mmol/L磷酸吡哆醛(PLP)，0.9g L-赖氨酸盐酸盐，37℃、170r/min振荡反应，定时取样，用0.2mol/L硼酸缓冲液(pH=9.0)终止酶反应，离心去除菌体，HPLC检测1反应液中1,5-二胺(1,5-PDA)的含量。酶活定义为上述条件下每分钟内催化1umol LLys生成1,5-PDA所需要的细胞量。
3、双酶级联反应制备D-赖氨酸
在30mL 0.2mol/L磷酸钾缓冲溶液(pH=5.8)中，加入0.3g氨基酸消旋酶全细胞，0.1g/L TritonX-100，4mmol/L磷酸吡哆醛(PLP)，1.8g L-赖氨酸盐酸盐，40℃振荡反应。消旋反应结束后，离心去除AAR菌体，上清液煮沸灭活残留的AAR，冷却至40℃再加入赖氨酸脱羧酶全细胞，40℃振荡反应，利用HPLC测定反应液中1,5-二胺，计算L-赖氨酸的转化至D-赖氨酸的转化率。
参考文献
[1]彭加平,韦平和,周锡樑,等.D-赖氨酸盐酸盐的制备研究[J].中国新药杂志,2013,22(22):2698-2701.
[2]陆阳,吴四平,张宏娟,等. 双酶级联生物合成D-赖氨酸[J]. 精细化工,2015,32(8):873-877,890. DOI:10.13550/j.jxhg.2015.08.007.