亮氨酸脱氢酶是一种NAD⁺依赖型氧化还原酶，可逆催化L - 亮氨酸等支链氨基酸的氧化脱氨，或对应 α- 酮酸的还原胺化，广泛用于手性氨基酸合成与代谢研究。
L - 叔亮氨酸：抗肿瘤 / HIV 抑制剂关键中间体；酶法转化率 > 99%，替代高污染化学合成。
L-2 - 氨基丁酸：抗癫痫药中间体；
芳香族 L - 氨基酸：改造后合成 L - 同苯丙氨酸等。
耦合 NADH 荧光 / 紫外检测（340 nm），定量食品 / 血液中亮氨酸 / 支链氨基酸。
与 甲酸脱氢酶（FDH） 共表达，实现 NADH 原位再生，降低工业成本。
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