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氨基酸广泛存在于自然界之中,是构成蛋白质的基本单位,也是人类摄取的重要营养素之一,有D型和L型氨基酸两种异构体,它们在生物体内发挥着不同的生理功能。D-对羟基苯甘氨酸可用于合成β-内酰胺类半合成抗生素,D-缬氨酸是一种重要的有机手性源,主要应用于手性药物、添加剂等领域。本文将探索两种D-氨基酸的酶法生产工艺,为工业化生产提供理论基础。本文首先构建两种海因消旋酶工程菌,其一为从红球菌R04中克隆得到,通过在NCBI网站GenBank中进行序列比对确定该基因为一个新基因;其次对两种D-氨基酸生产工艺进行优化,工程菌HC01发酵过程中选用玉米浆培养基培养,其表达N-氨甲酰-D-氨基酸酰胺水解酶（CAB）的比活力是LB（安琪）培养基的0.6722倍,是LB（Oxide）培养基的1.1860倍,培养基成本分别降低1.33元/L和4.97元/L,D-对羟基苯甘氨酸提取过程中加入适量活性炭可去除反应液颜色,简化了提取步骤,新工艺降低了培养基成本,减少了酸用量、废水排放量等,为工业化生产提供了理论基础;在D-缬氨酸转化过程中使用上述两种海因消旋酶基因工程菌,结果表明当以DL-5’-异丙基海因作为底物时,初始反应只包含工程菌HC01,转化率接近50%后,分别加入两种可表达重组海因消旋酶的基因工程菌,反应速度呈现先降后升的趋势,产率不变,pMAL-s-hyu2/BL21（DE3）工程菌可以使整个酶促反应速度提升12.12%,pRSET-hyu1/BL21（DE3）工程菌可加速18.18%,含海因消旋酶基因工程菌的加入在不影响产率的前提下提高了转化速率;在研究过程中还发现酶促反应中的D-海因酶不仅可以催化海因及其5′-单替代产物制备D-氨基酸,其还具有环酰亚胺水解酶活性。利用含有该D-海因酶基因的工程菌pET3a-hyd/BL21（DE3）分别转化底物为2,3-吡啶二甲酰亚胺（PDI）和邻苯二甲酰亚胺（PI）,利用高效液相色谱检测（HPLC）的方法进行检测,检测条件为HypersilTMM GOLD C18（4.6mm×250 mm,5μm）,流动相为H2O-乙腈（体积比为90:10,含0.1%（体积分数）三氟乙酸）,流速为1 mL/min,PDI及PI反应检测波长分别为254 nm和220 nm,柱温为室温,研究结果显示当底物PDI和PI达到饱和浓度时,测得工程菌pET3a-hyd/BL21（DE3）的比活力分别为0.61U/(mL·10 OD600nm)和0.15 U/(mL·10OD600nm),产物为3-氨基甲酰基-α-吡啶甲酸（3-carbamoyl-α-picolinic acid,α-3-CP）和邻甲酰胺苯甲酸（phthalamic acid,PA）,该研究为今后利用生物法制备复杂半酰胺有机物提供了坚实的理论基础。综上所述,本研究从红球菌R04中克隆得到了一个新的海因消旋酶基因,利用基因重组方法构建得到了能够对其进行可溶表达的基因工程菌,对两种D-氨基酸的酶法生产工艺进行了改进,为D-氨基酸的工业化生产打下坚实的理论基础,并利用HPLC法对D-海因酶的环酰亚胺水解酶活性进行了检测。