项目概况
D-色氨酸是一种非天然氨基酸，具有特殊的生理学性质，在食品、农业、医药等行业都具有巨大的应用前景。D-色氨酸的制备方法主要有不对称化学合成法、膜拆分法以及酶法转化法。化学合成法存在副产物、废弃溶剂等会造成严重污染等问题，因此在D-色氨酸的工业生产中很少被应用。而膜拆分法成本太高，无法实现工业化生产。目前，国内主要的生产方法是酶法生产 D-色氨酸，即以 N-乙酰-DL-色氨酸为底物利用高选择性的 D 型水解酶生成 D-色氨酸，但该酶现日本天野公司已经申请了专利保护，因此生产成本相对较高。本项目挖掘到一种新水解酶，通过对其改造提高了酶活性，使其达到可工业化水平，并通过结合全细胞催化工艺，使得 D-色氨酸的生产实现了环境友好、科技含量高、生产成本低的目标，因此可以很大程度上提高企业产品的市场竞争力。
市场前景
在食品、饲料领域，D-色氨酸可以作为非营养甜味剂、饲料添加剂。在农业领域，D-色氨酸可以作为植物生长剂和生态农药的合成前体。在医药行业，D-色氨酸主要用于代替 L-色氨酸合成各种多肽以延长肽类药物的半衰期和降低副作用，此外还可以用于半合成肽类抗生素，具有较高稳定性、广谱抗菌性、毒性小、过敏性低、吸收快、血浓度高、药力持续时间长等优势。因此 D-色氨酸有很大的市场前景，需求量呈逐年增加的趋势。目前 D-色氨酸的全球总销售量 60 吨/年，国内销售量 10 吨/年。
技术特点
本项目构建了能够稳定高效表达色氨酸拆分酶的生产菌株，并建立了全细胞催化生产 D-色氨酸的工艺，简化了生产步骤，避免了化学拆分带来的环境污染问题，经分离纯化后获得 D-色氨酸产品符合现有工艺的产品标准。项目关键技术已申请 1 项国家发明专利。
投资与效益分析
目前，D-色氨酸的销售价格约为 60 万/吨。应用本项目获得色氨酸拆分全细胞催化工艺生产 D-色氨酸，生产每吨 D-色氨酸可节约成本 6-8 万元。
研究阶段
项目已完成 5L 规模发酵及分离提取实验。