酶催化法生产L一亮氨酸通常是利用转氨酶转氨给a一酮基异己酸生成L一亮氨酸和组氨酸将相关的酶和NADH共价结合在膜上，让底物缓缓地经过膜而进行酶催化反应生成L一亮氨酸。如1981年，Wichmann er al.建立了一种用超滤膜制成的膜反应器，膜上共价结合了亮氨酸转氨酶、甲酸转氨酶、和NADH，当底物。一酮基异己酸通过膜反应器后，可被催化生成L一亮氨酸，其中NADH通过甲酸同步氧化成C02实现再生。
酶法生产氨基酸的优点是转化能力强，可避免代谢调控中的反馈抑制和反馈阻遏，并且其生物反应器紧凑，产物组分相对单一，易进行后工序加工处理，可以提高产品质量，降低成本。但酶法生产中所用到的酶需通过微生物发酵生成并提取精制，工艺过程比较复杂，且成本较高，因此目前尚未得到广泛的应用。如果能够低成本获得高酶活的酶，则酶法生产L一亮氨酸是一条经济可行的工艺路线。
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