除胱氨酸酪氨酸外.pptx

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1、Contents氨基酸的结构氨基酸的结构1氨基酸的分类氨基酸的分类2氨基酸的性质氨基酸的性质3氨基酸在医药中的应用氨基酸在医药中的应用4氨基酸类药物的生产氨基酸类药物的生产5个别氨基酸类药物的生产个别氨基酸类药物的生产6第1页/共72页缬氨酸缬氨酸（-氨基酸氨基酸）1 1 氨基酸的结构氨基酸的结构氨基酸（amino acid）蛋白质的基本结构单元*甘氨酸甘氨酸脯氨酸脯氨酸（-亚氨基酸亚氨基酸）*第2页/共72页20种编码氨基酸名名 称称英文三字母英文三字母英文单字母英文单字母中文缩写中文缩写结构式（偶极离子）结构式（偶极离子）pI非极性氨基酸非极性氨基酸甘氨酸甘氨酸GlyG甘甘5.97丙氨酸丙

2、氨酸AlaA丙丙6.02亮氨酸亮氨酸LeuL亮亮5.98异亮氨酸异亮氨酸IleI异亮异亮6.02缬氨酸缬氨酸ValV缬缬5.97第3页/共72页名名 称称英文三字母英文三字母英文单字母英文单字母中文缩写中文缩写结构式（偶极离子）结构式（偶极离子）pI脯氨酸脯氨酸ProP脯脯6.48苯丙氨酸苯丙氨酸PheF苯苯5.48甲硫氨酸甲硫氨酸MetM甲硫甲硫5.75非电离的极性氨基酸非电离的极性氨基酸丝氨酸丝氨酸SerS丝丝5.68谷氨酰胺谷氨酰胺GlnQ谷酰谷酰5.65苏氨酸苏氨酸ThrT苏苏5.60半胱氨酸半胱氨酸CysC半胱半胱5.07第4页/共72页名名 称称英文三字母英文三字母英文单字母英文单

3、字母中文缩写中文缩写结构式（偶极离子）结构式（偶极离子）pI天冬酰胺天冬酰胺AsnN天酰天酰5.41酪氨酸酪氨酸TyrY酪酪5.66色氨酸色氨酸TrpW色色5.89酸性氨基酸酸性氨基酸天冬氨酸天冬氨酸AspD天天2.98谷氨酸谷氨酸GluE谷谷3.22第5页/共72页名名 称称英文三字母英文三字母英文单字母英文单字母中文缩写中文缩写结构式（偶极离子）结构式（偶极离子）pI碱性氨基酸碱性氨基酸赖氨酸赖氨酸LysK赖赖9.74精氨酸精氨酸ArgR精精10.76组氨酸组氨酸HisH组组7.59第6页/共72页第二节第二节氨基酸的分类氨基酸的分类根根据据氨氨基基酸酸的的带带电电状状况况分分为为酸酸性性

4、、中中性性及及碱碱性性氨氨基酸三类基酸三类依依R基基团团分分：脂脂肪肪族族氨氨基基酸酸、芳芳香香族族氨氨基基酸酸及及杂杂环氨基酸三类环氨基酸三类其其中中组组氨氨酸酸、色色氨氨酸酸、脯脯氨氨酸酸及及羟羟脯脯氨氨酸酸为为杂杂环环氨氨基酸，基酸，酪氨酸及苯丙氨酸为芳香族氨基酸，酪氨酸及苯丙氨酸为芳香族氨基酸，其余均为脂肪族氨基酸。其余均为脂肪族氨基酸。第7页/共72页从营养学的角度分从营养学的角度分类类必需氨基酸必需氨基酸（essential amino acid）指指人人体体（或或其其它它脊脊椎椎动动物物）不不能能合合成成或或合合成成速速度度远远不不适适应应机机体体的的需需要要，必必需需由由食食物

5、物蛋蛋白白供供给给，这这些些氨氨基基酸酸称称为为必必需需氨氨基基酸酸。成成人人必必需需氨氨基基酸酸的的需需要要量量约约为为蛋蛋白白质质需需要要量量的的20%37%。共有。共有8种其作用分别是：种其作用分别是：赖赖氨氨酸酸：促促进进大大脑脑发发育育，是是肝肝及及胆胆的的组组成成成成分分，能能促促进进脂脂肪肪代代谢谢，调调节节松松果果腺腺、乳乳腺腺、黄体及卵巢，防止细胞退化；黄体及卵巢，防止细胞退化；色氨酸色氨酸：促进胃液及胰液的产生；：促进胃液及胰液的产生；苯丙氨酸苯丙氨酸：参与消除肾及膀胱功能的损耗；：参与消除肾及膀胱功能的损耗；蛋蛋氨氨酸酸（甲甲硫硫氨氨酸酸）：参参与与组组成成血血红红蛋蛋白

6、白、组组织织与与血血清清，有有促促进进脾脾脏脏、胰胰脏脏及及淋淋巴巴的的功功能；能；苏氨酸苏氨酸：有转变某些氨基酸达到平衡的功能；：有转变某些氨基酸达到平衡的功能；异异亮亮氨氨酸酸：参参与与胸胸腺腺、脾脾脏脏及及脑脑下下腺腺的的调调节节以以及及代代谢谢；脑脑下下腺腺属属总总司司令令部部作作用用于于甲甲状状腺腺、性腺；性腺；亮氨酸：亮氨酸：作用平衡异亮氨酸；作用平衡异亮氨酸；缬氨酸：缬氨酸：作用于黄体、乳腺及卵巢。作用于黄体、乳腺及卵巢。第8页/共72页半必需氨基酸和条件必需氨基酸半必需氨基酸和条件必需氨基酸精氨酸精氨酸：精氨酸与脱氧胆酸制成的复合制剂（明诺芬）是主治梅毒、病毒性黄疸等病：精氨酸

7、与脱氧胆酸制成的复合制剂（明诺芬）是主治梅毒、病毒性黄疸等病的有效药物。的有效药物。组氨酸组氨酸：可作为生化试剂和药剂，还可用于治疗心脏病，贫血，风湿性关节炎等的药：可作为生化试剂和药剂，还可用于治疗心脏病，贫血，风湿性关节炎等的药物。物。人体虽能够合成精氨酸和组氨酸，但通常不能满足正常的需要，因此，又被称为半人体虽能够合成精氨酸和组氨酸，但通常不能满足正常的需要，因此，又被称为半必需氨基酸或条件必需氨基酸，在幼儿生长期这两种是必需氨基酸。人体对必需氨必需氨基酸或条件必需氨基酸，在幼儿生长期这两种是必需氨基酸。人体对必需氨基酸的需要量随着年龄的增加而下降，成人比婴儿显著下降。基酸的需要量随着年

8、龄的增加而下降，成人比婴儿显著下降。（近年很多资料和教（近年很多资料和教科书将组氨酸划入成人必需氨基酸）科书将组氨酸划入成人必需氨基酸）非必需氨基酸（非必需氨基酸（nonessentialamino acid）指人（或其它脊椎动物）自己能由简单的前体合成，不需要从食物中获得的氨基指人（或其它脊椎动物）自己能由简单的前体合成，不需要从食物中获得的氨基酸。例如甘氨酸、丙氨酸等氨基酸。酸。例如甘氨酸、丙氨酸等氨基酸。第9页/共72页1、氨基酸的物理通、氨基酸的物理通性性1）都是无色结晶）都是无色结晶 熔点约在熔点约在230以上，大多没有确切的熔点，熔融时分解并放出以上，大多没有确切的熔点，熔融时分解

9、并放出CO2；都能溶于强酸；都能溶于强酸和强碱溶液中，除和强碱溶液中，除胱氨酸胱氨酸、酪氨酸酪氨酸外，均溶于外，均溶于水水；除；除脯氨酸脯氨酸和和羟脯氨酸羟脯氨酸外，均难溶于外，均难溶于乙醇乙醇和和乙醚乙醚。无色晶体，水中溶解度各不同，取决于侧链。氨基酸能使水的介电常数无色晶体，水中溶解度各不同，取决于侧链。氨基酸能使水的介电常数增高。氨基酸的晶体是离子晶体。氨基酸是离子化合物。增高。氨基酸的晶体是离子晶体。氨基酸是离子化合物。2）有碱性）有碱性(二元氨基一元羧酸二元氨基一元羧酸,例如赖氨酸例如赖氨酸;酸性酸性(一元氨基二元羧酸一元氨基二元羧酸,例如谷氨酸例如谷氨酸);中性中性(一元氨基一元羧

10、酸一元氨基一元羧酸,例如丙氨酸例如丙氨酸)三种类型。大多数氨基酸都呈显不同程度的酸性或碱三种类型。大多数氨基酸都呈显不同程度的酸性或碱性，呈显中性的较少。所以既能与酸结合成盐，也能与碱结合成盐。性，呈显中性的较少。所以既能与酸结合成盐，也能与碱结合成盐。第三节、氨基酸的物理通性第10页/共72页3)由于有不对称的碳原子，呈旋光性、紫外吸收由于有不对称的碳原子，呈旋光性、紫外吸收 同时由于空间的排列位置不同，又有两种构型：同时由于空间的排列位置不同，又有两种构型：D型和型和L型，组成蛋白质的型，组成蛋白质的氨基酸，都属氨基酸，都属L型。型。20种氨基酸，除甘氨酸外，其它氨基酸的种氨基酸，除甘氨酸

11、外，其它氨基酸的-碳原子均为不对称碳原子。可以有碳原子均为不对称碳原子。可以有立体异构、有旋光性。氨基酸的构型也是与甘油醛构型比较而确定的。从蛋白质酶促立体异构、有旋光性。氨基酸的构型也是与甘油醛构型比较而确定的。从蛋白质酶促水解得到的水解得到的-氨基酸，都属于氨基酸，都属于L-型，但在生物体中型，但在生物体中(如细菌如细菌)也含有也含有D-型氨基酸。型氨基酸。第11页/共72页紫外吸收紫外吸收构成蛋白质的构成蛋白质的20种氨基酸在可见光区都没有光吸收，但在远紫外区种氨基酸在可见光区都没有光吸收，但在远紫外区(220nm)均有光吸收。均有光吸收。在近紫外区在近紫外区(220-300nm)只有酪

12、氨酸、苯丙氨酸和色氨酸有吸收光的能力。可只有酪氨酸、苯丙氨酸和色氨酸有吸收光的能力。可以通过测定以通过测定280nm 处的紫外吸收值的方法对蛋白溶液进行定量。处的紫外吸收值的方法对蛋白溶液进行定量。苯丙氨酸的苯丙氨酸的 max257nm酪氨酸的酪氨酸的 max275nm色氨酸的色氨酸的 max280nm第12页/共72页4)氨基酸是两性电解质氨基酸是两性电解质同一分子上带有能释放质子的正离子基团和能接受质子的负离子基团。兼性离子本身同一分子上带有能释放质子的正离子基团和能接受质子的负离子基团。兼性离子本身既是酸又是碱。因此它既可以和酸反应，也可以和碱反应。氨基酸在水溶液中或在晶既是酸又是碱。因

13、此它既可以和酸反应，也可以和碱反应。氨基酸在水溶液中或在晶体状态时，都以兼性离子形式存在。体状态时，都以兼性离子形式存在。等电点理论的应用等电点理论的应用A.等电点时，氨基酸的溶解度最小，易沉淀。利用该性质可分离制备某些氨基酸。例等电点时，氨基酸的溶解度最小，易沉淀。利用该性质可分离制备某些氨基酸。例如谷氨酸的生产，即将微生物发酵液的如谷氨酸的生产，即将微生物发酵液的pH值调至值调至3.22（谷氨酸的等电点）而使谷氨（谷氨酸的等电点）而使谷氨酸沉淀析出酸沉淀析出B.利用各种氨基酸的等电点不同，可通过电泳法、离子交换法等在实验室或工业生产利用各种氨基酸的等电点不同，可通过电泳法、离子交换法等在实

14、验室或工业生产上进行混合氨基酸的分离或制备。氨基酸的等电点可由其分子上解离基团的解离常数上进行混合氨基酸的分离或制备。氨基酸的等电点可由其分子上解离基团的解离常数来确定来确定 第13页/共72页2、氨基酸的化学通性、氨基酸的化学通性(略略)氨基的化学反应氨基的化学反应 与亚硝酸的反应与亚硝酸的反应（脯氨酸除外）（脯氨酸除外）范斯来克法定量测定氨基酸的基本反应。范斯来克法定量测定氨基酸的基本反应。第14页/共72页脱氨基反应脱氨基反应：酶催化的反应酶催化的反应形成酰卤的反应形成酰卤的反应：这是使氨基酸羧基活化的一个重要反应这是使氨基酸羧基活化的一个重要反应 叠氮化反应叠氮化反应：常作为多肽合成活

15、性中间体，活化羧基。：常作为多肽合成活性中间体，活化羧基。脱羧反应脱羧反应：酶催化的反应：酶催化的反应第15页/共72页成肽反应成肽反应：是多肽和蛋白质生物合成的基本反应：是多肽和蛋白质生物合成的基本反应 侧链基团反应：侧链基团反应：与金属离子的螯合性质可用于体内解毒。与金属离子的螯合性质可用于体内解毒。第16页/共72页氨基酸的基团特殊反应氨基酸的基团特殊反应茚三酮反应茚三酮反应第17页/共72页米伦反应米伦反应 Mliion reaction酪氨酸酪氨酸与米伦试剂（硝酸汞溶于含有少量亚硝酸的硝酸中）反应即生成白色沉淀，加与米伦试剂（硝酸汞溶于含有少量亚硝酸的硝酸中）反应即生成白色沉淀，加热

16、后变成红色。含有酪氨酸的蛋白质也有此反应；热后变成红色。含有酪氨酸的蛋白质也有此反应；坂口反应坂口反应 Sakaguchi reaction在碱性溶液中，胍基与含有在碱性溶液中，胍基与含有 萘酚及次溴酸盐的试剂反应，生成红色物质。这是对于萘酚及次溴酸盐的试剂反应，生成红色物质。这是对于精氨酸精氨酸专一性较强、灵敏度较高的一个反应；专一性较强、灵敏度较高的一个反应；Pauly反应反应组氨酸组氨酸的咪唑基在碱性条件下，可与重氮化的对氨基苯磺酸偶联产生红色物质。的咪唑基在碱性条件下，可与重氮化的对氨基苯磺酸偶联产生红色物质。酪氨酪氨酸酸也有此反应；也有此反应；醛类反应醛类反应在硫酸存在下，色氨酸与对

17、二甲氨基苯甲醛反应产生紫红色化合物，此反应用于鉴定在硫酸存在下，色氨酸与对二甲氨基苯甲醛反应产生紫红色化合物，此反应用于鉴定色氨酸色氨酸；铅黑反应铅黑反应胱氨酸胱氨酸和和半胱氨酸半胱氨酸被强碱破坏后，能放出硫化氢，与醋酸铅反应生成黑色的硫化铅沉被强碱破坏后，能放出硫化氢，与醋酸铅反应生成黑色的硫化铅沉淀。淀。第18页/共72页第四节、氨基酸在医药中的应用第四节、氨基酸在医药中的应用氨基酸是生物有机体的重要组成部分，在生命现氨基酸是生物有机体的重要组成部分，在生命现象中起着至关重要的作用。象中起着至关重要的作用。氨基酸是合成人体蛋白质、激素、酶及抗体的原氨基酸是合成人体蛋白质、激素、酶及抗体的原

18、料，在人体内参与正常的代谢和生物活动。用氨料，在人体内参与正常的代谢和生物活动。用氨基酸及其衍生物可治疗各种疾病，可作为营养剂、基酸及其衍生物可治疗各种疾病，可作为营养剂、代谢改良剂，具有抗溃疡、防辐射、抗菌、冶癌、代谢改良剂，具有抗溃疡、防辐射、抗菌、冶癌、催眠、镇痛及为特殊病人配制特殊膳食的功效。催眠、镇痛及为特殊病人配制特殊膳食的功效。用于治疗的氨基酸衍生物不下数百种。用于治疗的氨基酸衍生物不下数百种。第19页/共72页一、多肽类药物也是氨基酸类药物应用的一个重要方一、多肽类药物也是氨基酸类药物应用的一个重要方面面 如谷胱甘肽是一种用于治疗肝病、药物中毒、过如谷胱甘肽是一种用于治疗肝病、

19、药物中毒、过敏性疾病及预防白内障的有效药物。由敏性疾病及预防白内障的有效药物。由9个氨基酸综个氨基酸综合的加压素，对细动脉、毛细血管的血压有促进上合的加压素，对细动脉、毛细血管的血压有促进上升作用，还有抗利尿作用。升作用，还有抗利尿作用。二、氨基酸衍生物还可作为抗生素和抗菌增效剂二、氨基酸衍生物还可作为抗生素和抗菌增效剂 如用长链脂肪酸酰化而成的如用长链脂肪酸酰化而成的N-酰化氨基酸、有高酰化氨基酸、有高级醇经酯化而成的氨基酸酯、用低级醇把级醇经酯化而成的氨基酸酯、用低级醇把N-酰化氨酰化氨基酸酯化成的基酸酯化成的N-酰基氨基酸酯，对革兰氏阳性和革酰基氨基酸酯，对革兰氏阳性和革兰氏阴性菌有广谱

20、的抗菌活性，对霉菌也有作用，兰氏阴性菌有广谱的抗菌活性，对霉菌也有作用，广泛用作活性剂和防腐剂。再如青霉素广泛用作活性剂和防腐剂。再如青霉素G和溶菌酶和溶菌酶中加入氨基酸衍生物，特别是加入氨基酸酯，则青中加入氨基酸衍生物，特别是加入氨基酸酯，则青霉素霉素G和溶菌酶表现出强烈的抗菌力和溶菌力。和溶菌酶表现出强烈的抗菌力和溶菌力。第20页/共72页三、氨基酸衍生物已广泛用作抗肿瘤药物三、氨基酸衍生物已广泛用作抗肿瘤药物 不同癌细胞的增殖需要大量消大量某种特定氨基酸不同癌细胞的增殖需要大量消大量某种特定氨基酸,寻找这些氨基酸的类似物寻找这些氨基酸的类似物代谢拮抗剂可能成为癌症治疗的一种有效手段。代谢

21、拮抗剂可能成为癌症治疗的一种有效手段。(1)以氨基酸作为载体的抗肿瘤药物，如苯丙氨酸芥子气，以氨基酸作为载体的抗肿瘤药物，如苯丙氨酸芥子气，L-缬氨酸、缬氨酸、L-谷氨酸、谷氨酸、L-赖氨酸与苯二胺氮芥共结合物。赖氨酸与苯二胺氮芥共结合物。(2)利用氨基酸衍生物作为肿瘤细胞所需氨基酸的结构类似物达到抗肿瘤的目的，如利用氨基酸衍生物作为肿瘤细胞所需氨基酸的结构类似物达到抗肿瘤的目的，如S-氨甲酰氨甲酰-L-半胱氨酸。半胱氨酸。(3)氨基酸衍生物作为酶抑制剂的抗肿瘤药物。如氨基酸衍生物作为酶抑制剂的抗肿瘤药物。如N-磷酸乙酰磷酸乙酰-L-天门冬氨酸是一个天天门冬氨酸是一个天门冬氨酸转氨甲酚基酶的过

22、渡状况抑制剂，利用这个抑制剂可中断嘧啶核苷酸的合门冬氨酸转氨甲酚基酶的过渡状况抑制剂，利用这个抑制剂可中断嘧啶核苷酸的合成途径达到抗肿瘤目的。成途径达到抗肿瘤目的。(4)氨基酸衍生物作为中间产物的肿瘤抑制剂。氨基酸衍生物作为中间产物的肿瘤抑制剂。(5)使癌细胞逆转的氨基酸衍生物。现已发现偶氮丝氨酸、使癌细胞逆转的氨基酸衍生物。现已发现偶氮丝氨酸、E-羟基甘氨酸、羟基甘氨酸、N-甲基酪甲基酪氨酸、氨酸、N-氮乙基胺基氮乙基胺基-L-苯丙氨酸等抗肿瘤活性大于自力霉素。抗肿瘤药物一个很有苯丙氨酸等抗肿瘤活性大于自力霉素。抗肿瘤药物一个很有希望的发展方向。希望的发展方向。第21页/共72页产品名称产品

23、名称年产量（吨）年产量（吨）生产主要的厂生产主要的厂需求量（吨）需求量（吨）世界世界国内国内世界世界国内国内世界世界国内国内半胱氨酸盐酸半胱氨酸盐酸-水水物及半胱氨酸盐物及半胱氨酸盐酸盐无水物酸盐无水物28001500日本味之素、协和发酵、日本味之素、协和发酵、昭和电工、及南韩一信、昭和电工、及南韩一信、德国德国DEGVSSA、台湾啊、台湾啊米诺酸公司米诺酸公司有山东、湖北、浙有山东、湖北、浙江、广州等江、广州等50个生产个生产厂厂2500150-200半胱氨酸半胱氨酸400无无日本味之素、昭和电工、日本味之素、昭和电工、德国德国DEGVSSA无法正式生产厂无法正式生产厂4005#乙酰半胱氨酸

24、乙酰半胱氨酸300无无日本味之素、协和发酵、日本味之素、协和发酵、德国德国DEGVSSA无法正式生产厂无法正式生产厂20010#羧甲基半胱氨酸羧甲基半胱氨酸30050日本味之素、协和发酵、日本味之素、协和发酵、德国德国DEGVSSA广东、河北、山西等广东、河北、山西等4个厂个厂30080精氨基酸系列精氨基酸系列1500无无日本味之素、协和发酵、日本味之素、协和发酵、田边制药、德国田边制药、德国DEGVSSA无法正式生产厂无法正式生产厂1850350组氨酸系列组氨酸系列420无无日本味之素、协和发酵、日本味之素、协和发酵、田边制药、德国田边制药、德国DEGVSSA无正式生产厂无正式生产厂6001

25、50亮氨酸亮氨酸500100日本味之素、协和发酵、日本味之素、协和发酵、田边制药、德国田边制药、德国DEGUSSA广东汕头、湖北潜广东汕头、湖北潜江、枝江、山东胶州江、枝江、山东胶州厂厂700480氨基酸产品情况表氨基酸产品情况表第22页/共72页赖氨酸系列赖氨酸系列25万万*2500*日本味之素、协和发酵、田日本味之素、协和发酵、田边制药、南韩味元、德国边制药、南韩味元、德国DEGUSSA、美国、美国AND公司、公司、法国法国EVROLYSINE等等用于医药的产品，目前由用于医药的产品，目前由天津氨基酸公司等几个单天津氨基酸公司等几个单位研制饲料用的有广西南位研制饲料用的有广西南宁赖氨酸厂等

26、单位生产宁赖氨酸厂等单位生产医药用医药用药药345吨吨苯丙氨酸苯丙氨酸1万万*50*日本味之素、协和发酵、田日本味之素、协和发酵、田边制药、德国边制药、德国DEGUSSA、美国美国NEVTRASWEET天津、广东、汕头、江西天津、广东、汕头、江西鹰潭等生产鹰潭等生产180脯氨酸脯氨酸25005日本味之素、协和发酵、田日本味之素、协和发酵、田边制药、德国边制药、德国DEGUSSA上海、江苏、张家港实验上海、江苏、张家港实验生产生产350210丝氨酸丝氨酸200无无日本味之素、协和发酵、田日本味之素、协和发酵、田边制药、德国边制药、德国DEGUSSA意意大利大利FRAMA无正式生产厂无正式生产厂4

27、50150苏氨酸苏氨酸240080日本味之素、协和发酵、田日本味之素、协和发酵、田边制药、德国边制药、德国DEGUSSA广东深圳、江西鹰潭、天广东深圳、江西鹰潭、天津津30015酪氨酸酪氨酸708日本味之素、协和发酵、田日本味之素、协和发酵、田边制药、德国边制药、德国DEGUSSA广东深圳、四川永川绵等广东深圳、四川永川绵等厂厂8030缬氨酸缬氨酸4005日本味之素、协和发酵、田日本味之素、协和发酵、田边制药、德国边制药、德国DEGUSSA湖北武汉、江苏张家港小湖北武汉、江苏张家港小试试900360第23页/共72页精氨酸精氨酸：对治疗高氨血症、肝机能障碍等疾病颇有效果；：对治疗高氨血症、肝机

28、能障碍等疾病颇有效果；天冬氨酸天冬氨酸：钾镁盐可用于恢复疲劳；治疗低钾症心脏病、：钾镁盐可用于恢复疲劳；治疗低钾症心脏病、肝病、糖尿病等。肝病、糖尿病等。半胱氨酸半胱氨酸：能促进毛发的生长，可用于治疗秃发症；甲：能促进毛发的生长，可用于治疗秃发症；甲酯盐酸盐可用于治疗支气管炎等；酯盐酸盐可用于治疗支气管炎等；组氨酸组氨酸：可扩张血管，降低血压，用于心绞痛，心功能：可扩张血管，降低血压，用于心绞痛，心功能不全等疾病的治疗。不全等疾病的治疗。氨基酸类药物典型代表第24页/共72页 蛋氨酸具有营养、抗脂肪肝和抗贫血作用。能促进磷脂酰胆碱的合成而防治脂肪肝和肝硬化。临床用于治疗慢性肝炎及由砷剂、巴比妥

29、类药物引起的中毒性肝炎，在肠道中由细菌作用产生氨，经肠道吸收，使血氨升高，忌用于肝昏迷患者。蛋氨酸：第25页/共72页是一种游离的非蛋白氨基酸，不参加蛋白质的合成。是一种游离的非蛋白氨基酸，不参加蛋白质的合成。药理实验表明，牛磺酸具有利胆、保肝、解毒作用；有镇静、消炎、解热、镇痛、抗药理实验表明，牛磺酸具有利胆、保肝、解毒作用；有镇静、消炎、解热、镇痛、抗惊厥、抗风湿、抗病毒作用；有利于脂质、磷脂代谢，增加脂溶性维生素、激素的吸惊厥、抗风湿、抗病毒作用；有利于脂质、磷脂代谢，增加脂溶性维生素、激素的吸收；有强心和兴奋吸呼作用。收；有强心和兴奋吸呼作用。临床用于治疗感冒、发烧、疼痛、神经痛、扁桃

30、体炎、支气管炎、风湿性关节炎及药临床用于治疗感冒、发烧、疼痛、神经痛、扁桃体炎、支气管炎、风湿性关节炎及药物中毒等；滴眼剂用于治疗急性结膜炎、疱疹性结膜炎、病毒性结膜炎等。牛磺酸不物中毒等；滴眼剂用于治疗急性结膜炎、疱疹性结膜炎、病毒性结膜炎等。牛磺酸不仅是一个良好的治疗药物，尤其重要的是对婴儿、幼儿大脑发育、神经传导、视觉功仅是一个良好的治疗药物，尤其重要的是对婴儿、幼儿大脑发育、神经传导、视觉功能及钙质的吸收等都有良好的保健作用，是婴幼儿保健食品的重要添加剂。能及钙质的吸收等都有良好的保健作用，是婴幼儿保健食品的重要添加剂。目前，在美国、日本等国家，目前，在美国、日本等国家，99的牛磺酸用

31、作食品添加剂。国内的牛磺酸用作食品添加剂。国内20世纪世纪80年代开年代开始研制并投入批量生产，因此，开发用于特殊营养食品的添加剂具有广阔的发展前景。始研制并投入批量生产，因此，开发用于特殊营养食品的添加剂具有广阔的发展前景。牛磺酸牛磺酸第26页/共72页许多氨基酸尚有其特定的药理效应许多氨基酸尚有其特定的药理效应（）氨基酸的营养价值及其与疾病治疗的关系（）氨基酸的营养价值及其与疾病治疗的关系 临临床床上上常常通通过过直直接接输输入入氨氨基基酸酸制制剂剂改改善善患患者者营营养养状况，增加治疗机会，促进康复。状况，增加治疗机会，促进康复。氨氨基基酸酸（精精氨氨酸酸及及组组氨氨酸酸）合合成成速速度

32、度较较低低，通通常常难以满足需求，需由外界补充一部分。难以满足需求，需由外界补充一部分。（二）治疗消化道疾病的氨基酸及其衍生物（二）治疗消化道疾病的氨基酸及其衍生物主要有谷氨酸及甘氨酸及其衍生物主要有谷氨酸及甘氨酸及其衍生物第27页/共72页（三）治疗肝病的氨基酸及其衍生物（三）治疗肝病的氨基酸及其衍生物 主主要要有有精精氨氨酸酸盐盐酸酸盐盐、磷磷葡葡氨氨基基酸酸、谷谷氨氨酸酸钠钠、蛋氨酸、瓜氨酸、赖氨酸盐酸盐等；蛋氨酸、瓜氨酸、赖氨酸盐酸盐等；（四）治疗脑及神经系统疾病的氨基酸及其衍生物（四）治疗脑及神经系统疾病的氨基酸及其衍生物（五）用于肿瘤治疗的氨基酸及其衍生物（五）用于肿瘤治疗的氨基酸

33、及其衍生物（六）其它氨基酸类药物的临床应用（六）其它氨基酸类药物的临床应用第28页/共72页第五节、氨基酸的生产方第五节、氨基酸的生产方法法1.概况概况早早在在1806年年，Vauquelin和和Robiquet首首次次从从天天门门冬冬属属植植物物液液汁汁中中分分离离出出天天门门冬冬酰酰胺胺，随后的随后的130年发现和分离了各种蛋白质氨基酸年发现和分离了各种蛋白质氨基酸1850年，年，Stecher首次人工以乙醛合成丙氨酸首次人工以乙醛合成丙氨酸1928年首次年首次人工合成蛋氨酸人工合成蛋氨酸1948年首次以年首次以工业规模生产蛋氨酸工业规模生产蛋氨酸到到1983年，日本能用年，日本能用生物合

34、成法生物合成法生产除胱氨酸、半胱氨酸以外的各种氨基酸。生产除胱氨酸、半胱氨酸以外的各种氨基酸。目目 前前 总总 生生 产产 能能 力力 已已 达达 50万万 t/年年。其其 中中，法法 国国 Rhone-Poulenc公公 司司 13万万 t/年年，德德 国国Degussa公公司司14万万t/年年，美美国国Novus公公司司18万万t/年年。世世界界赖赖氨氨酸酸主主要要品品种种是是L-赖赖氨氨酸酸盐盐第29页/共72页我国的氨基酸工业是在药用氨基酸的基础上发展起来的，现已能在不同程度上制备我国的氨基酸工业是在药用氨基酸的基础上发展起来的，现已能在不同程度上制备18种氨基酸，但因成本高，价格贵，

35、主要用于医药，部分用于食品，用作饲料添种氨基酸，但因成本高，价格贵，主要用于医药，部分用于食品，用作饲料添加剂的不多。近十年来，我国已兴建了一些大、中型饲料级蛋氨酸和赖氨酸生产厂，加剂的不多。近十年来，我国已兴建了一些大、中型饲料级蛋氨酸和赖氨酸生产厂，但远远满足不了需要，主要仍靠进口。但远远满足不了需要，主要仍靠进口。目前构成天然蛋白质的目前构成天然蛋白质的20种氨基酸的生产方法有天然蛋白质水解法、发酵法、酶转种氨基酸的生产方法有天然蛋白质水解法、发酵法、酶转化法及化学合成法等四种。化法及化学合成法等四种。氨基酸及其衍生物类药物已有百种之多，但主要是以氨基酸及其衍生物类药物已有百种之多，但主

36、要是以20种氨基酸为原料经酯化、酰种氨基酸为原料经酯化、酰化、取代及成盐等化学方法或酶转化法生产。化、取代及成盐等化学方法或酶转化法生产。第30页/共72页（1）蛋白质水解法）蛋白质水解法传统的氨基酸生产方法。传统的氨基酸生产方法。以毛发、血粉及废蚕丝等以毛发、血粉及废蚕丝等蛋白质为原料，通过酸、碱或酶水解成多种氨基酸蛋白质为原料，通过酸、碱或酶水解成多种氨基酸混合物，经分离纯化获得各种药用氨基酸的方法称混合物，经分离纯化获得各种药用氨基酸的方法称为水解法。为水解法。目前用水解法生产的氨基酸有目前用水解法生产的氨基酸有L-胱氨酸、胱氨酸、L-精氨酸、精氨酸、L-亮氨酸、亮氨酸、L-异亮氨酸、异

37、亮氨酸、L-组氨酸、组氨酸、L-脯氨酸及脯氨酸及L-丝氨酸等。丝氨酸等。水解法生产氨基酸的主要过程为水解、分离和结晶水解法生产氨基酸的主要过程为水解、分离和结晶精制三个步骤。精制三个步骤。第31页/共72页蛋白质水解方法蛋白质水解方法（1）酸酸水水解解法法蛋蛋白白质质原原料料用用610molL盐盐酸酸或或8molL硫硫酸酸于于110120（回回流流煮煮沸沸）水水解解1224h，除酸后即得多种氨基酸混合物。，除酸后即得多种氨基酸混合物。优优点点：水水解解迅迅速速而而彻彻底底，产产物物全全部部为为L-型型氨氨基基酸酸，无无消旋作用。消旋作用。缺缺点点：色色氨氨酸酸全全部部被被破破坏坏，丝丝氨氨酸酸

38、及及酪酪氨氨酸酸部部分分被被破破坏，且产生大量废酸污染环境。坏，且产生大量废酸污染环境。第32页/共72页（2 2）碱碱水水解解法法 蛋蛋白白质质原原料料经经6mol6molL L氢氢氧氧化化钠钠或或4mol4molL L氢氢氧氧化化钡钡于于100100水水解解6h6h即即得得多多种种氨氨基基酸酸混混合合物。物。优点：水解迅速而彻底，且色氨酸不被破坏。优点：水解迅速而彻底，且色氨酸不被破坏。缺缺点点：含含羟羟基基或或巯巯基基的的氨氨基基酸酸全全部部被被破破坏坏，且且产产生生消消旋作用。工业上多不采用。旋作用。工业上多不采用。第33页/共72页 （3 3）酶水解法）酶水解法 蛋白质原料在一定蛋白

39、质原料在一定pHpH和温度条件和温度条件下经蛋白水解酶作用分解成氨基酸和小肽的过程下经蛋白水解酶作用分解成氨基酸和小肽的过程称为酶水解法。称为酶水解法。优点：反应条件温和，无需特殊设备，氨基酸优点：反应条件温和，无需特殊设备，氨基酸不破坏，无消旋作用。不破坏，无消旋作用。缺点：水解不彻底，产物中除氨基酸外，尚含缺点：水解不彻底，产物中除氨基酸外，尚含较多肽类。工业上很少用该法生产氨基酸而主要较多肽类。工业上很少用该法生产氨基酸而主要用于生产水解蛋白及蛋白胨。用于生产水解蛋白及蛋白胨。第34页/共72页氨基酸分离方法氨基酸分离方法氨氨基基酸酸分分离离方方法法较较多多，通通常常有有溶溶解解度度法法

40、、等等电电点点沉沉淀法、特殊试剂沉淀法、吸附法及离子交换法等。淀法、特殊试剂沉淀法、吸附法及离子交换法等。（1）溶溶解解度度法法是是依依据据不不同同氨氨基基酸酸在在水水中中或或其其它它溶溶剂剂中的溶解度差异而进行分离的方法。中的溶解度差异而进行分离的方法。胱胱氨氨酸酸和和酪酪氨氨酸酸均均难难溶溶于于水水，但但在在热热水水中中酪酪氨氨酸酸溶溶解解度度较较大大，而而胱胱氨氨酸酸溶溶解解度度变变化化不不大大，故故可可将将混混合合物中胱氨酸、酪氨酸及其它氨基酸彼此分开。物中胱氨酸、酪氨酸及其它氨基酸彼此分开。第35页/共72页 （2 2）特特殊殊试试剂剂沉沉淀淀法法 系系采采用用某某些些有有机机或或无

41、无机机试试剂剂与相应氨基酸形成不溶性衍生物的分离方法。与相应氨基酸形成不溶性衍生物的分离方法。如如邻邻二二甲甲苯苯-4-4-磺磺酸酸能能与与亮亮氨氨酸酸形形成成不不溶溶性性盐盐沉沉淀，后者与氨水反应又可获得游离亮氨酸；淀，后者与氨水反应又可获得游离亮氨酸；组组氨氨酸酸可可与与HgC1HgC12 2形形成成不不溶溶性性汞汞盐盐沉沉淀淀，后后者者经经处理后又可获得游离组氨酸；处理后又可获得游离组氨酸；精精氨氨酸酸可可与与苯苯甲甲醛醛生生成成水水不不溶溶性性苯苯亚亚甲甲基基精精氨氨酸酸沉淀，后者用盐酸除去苯甲醛即可得精氨酸。沉淀，后者用盐酸除去苯甲醛即可得精氨酸。第36页/共72页（3 3）吸附法）

42、吸附法 利利用用吸吸附附剂剂对对不不同同氨氨基基酸酸吸吸附附力力的的差差异异进进行行分分离离的的方方法法。如如颗颗粒粒活活性性炭炭对对苯苯丙丙氨氨酸酸、酪酪氨氨酸酸及及色色氨氨酸酸的的吸吸附附力力大大于于对对其其它它非非芳芳香香族族氨氨基基酸酸的的吸吸附附力力，故可从氨基酸混合液中将上述氨基酸分离出来。故可从氨基酸混合液中将上述氨基酸分离出来。第37页/共72页（4 4）离子交换法）离子交换法 利用离子交换剂对不同氨基酸吸附能力的利用离子交换剂对不同氨基酸吸附能力的差异进行分离的方法。氨基酸为两性电解质，差异进行分离的方法。氨基酸为两性电解质，在特定条件下，不同氨基酸的带电性质及解离在特定条件

43、下，不同氨基酸的带电性质及解离状态不同，故同一种离子交换剂对不同氨基酸状态不同，故同一种离子交换剂对不同氨基酸的吸附力不同。的吸附力不同。常用离子交换剂为强酸性阳离子交换树脂，常用离子交换剂为强酸性阳离子交换树脂，洗脱方法主要采用洗脱方法主要采用PH梯度洗脱。梯度洗脱。第38页/共72页（5 5）等电点沉淀法）等电点沉淀法 是利用不同氨基酸有不同等电点，在等电点时，氨基酸分是利用不同氨基酸有不同等电点，在等电点时，氨基酸分子的净电荷为零，氨基酸溶解度最小，氨基酸分子彼此吸引成子的净电荷为零，氨基酸溶解度最小，氨基酸分子彼此吸引成大分子沉淀下来。大分子沉淀下来。第39页/共72页氨基酸的精制方法

44、氨基酸的精制方法分分离离出出的的特特定定氨氨基基酸酸中中常常含含有有少少量量其其它它杂杂质质，需需进进行行精精制制，常常用用的的有有结结晶晶和和重重结结晶晶技技术术，也也可可采采用用溶解度法或结晶与溶解度法相结合的技术。溶解度法或结晶与溶解度法相结合的技术。丙丙氨氨酸酸在在稀稀乙乙醇醇或或甲甲醇醇中中溶溶解解度度较较小小，且且pI为为6.0，故故丙丙氨氨酸酸可可在在pH6.0时时，用用50冷冷乙乙醇醇结结晶晶或或重重结晶加以精制。结晶加以精制。第40页/共72页在在沸沸水水中中苯苯丙丙氨氨酸酸溶溶解解度度大大于于酪酪氨氨酸酸100倍倍，若若将将含含少少量量酪酪氨氨酸酸的的苯苯丙丙氨氨酸酸粗粗品

45、品溶溶于于15倍倍体体积积（w/v）的的热热水水中中，调调pH4.0左左右右，经经脱脱色色过过滤滤可可除除去去大大部部分分酪酪氨氨酸酸；滤滤液液浓浓缩缩至至原原体体积积的的1/3，加加2倍倍体体积积（v/v）的的95乙乙醇醇，4放放置置，滤滤取取结结晶晶，用用95%乙乙醇醇洗洗涤涤，烘烘干干即得苯丙氨酸精品。即得苯丙氨酸精品。第41页/共72页（2）化学合成法）化学合成法有机合成及化学工程相结合的技术生产氨基酸的一有机合成及化学工程相结合的技术生产氨基酸的一种方法。虽然化学合成法可以生产目前已知的所有种方法。虽然化学合成法可以生产目前已知的所有氨基酸，但多数不具备工业价值，仅限于甘氨酸、氨基酸

46、，但多数不具备工业价值，仅限于甘氨酸、蛋氨酸和色氨酸。其中，蛋氨酸和色氨酸。其中，甘氨酸是应用化学合成法甘氨酸是应用化学合成法生产的最理想的品种生产的最理想的品种，因为甘氨酸没有旋光异构体。，因为甘氨酸没有旋光异构体。DL混合型蛋氨酸及色氨酸能为畜禽利用，因此也具混合型蛋氨酸及色氨酸能为畜禽利用，因此也具有一定价值。有一定价值。第42页/共72页（一）基本原理与过程（一）基本原理与过程以以-卤卤代代羧羧酸酸、醛醛类类、甘甘氨氨酸酸衍衍生生物物、异异氰氰酸酸盐盐、乙乙酰酰氨氨基基丙丙二二酸酸二二乙乙酯酯、卤卤代代烃烃、-酮酮酸酸及及某某些些氨氨基基酸酸为为原原料料，经经氨氨解解、水水解解、缩缩合

47、合、取取代代及及氢氢化化还还原等化学反应合成原等化学反应合成-氨基酸的方法称为化学合成法。氨基酸的方法称为化学合成法。第43页/共72页一般合成法和不对称合成法两大类。一般合成法和不对称合成法两大类。一般合成法包括卤代酸水解法、氰胺水解法、乙酰氨基丙二酸一般合成法包括卤代酸水解法、氰胺水解法、乙酰氨基丙二酸二乙酯法、异氰酸酯（盐）合成法及醛缩合法等，产物皆为二乙酯法、异氰酸酯（盐）合成法及醛缩合法等，产物皆为DL-型氨基酸混合物。型氨基酸混合物。不对称合成法包括直接合成、不对称合成法包括直接合成、-酮酸反应及不对称催化加氢等酮酸反应及不对称催化加氢等方法。产物为方法。产物为L-型氨基酸。型氨基

48、酸。第44页/共72页（3）化学合成）化学合成-酶法酶法利用完整的菌体或者是微生物提取的酶来生产氨基酸的方法。利用完整的菌体或者是微生物提取的酶来生产氨基酸的方法。此法生产氨基酸的原理是利用化学合成法制得的廉价中间体，借助酶的生物崔化作用，此法生产氨基酸的原理是利用化学合成法制得的廉价中间体，借助酶的生物崔化作用，使许多本来用发酵法或化学合成法生产的光学活性（具有不同旋光异构体）氨基酸具有使许多本来用发酵法或化学合成法生产的光学活性（具有不同旋光异构体）氨基酸具有工业生产的可能。应用此法批量生产的氨基酸有赖氨酸、工业生产的可能。应用此法批量生产的氨基酸有赖氨酸、L-胱氨酸。胱氨酸。第45页/共

49、72页（4）发酵法）发酵法发酵法生产氨基酸是利用微生物具有的能够合成其自身所需的各种氨基酸能力，通发酵法生产氨基酸是利用微生物具有的能够合成其自身所需的各种氨基酸能力，通过对菌株的诱变等处理，选育出各种过对菌株的诱变等处理，选育出各种缺陷型缺陷型及及抗性抗性的的变异菌株变异菌株，以解除代谢节中的，以解除代谢节中的反馈与阻遏，达到以过量合成某种氨基酸为目的的一种氨基酸生产方法。（代谢产反馈与阻遏，达到以过量合成某种氨基酸为目的的一种氨基酸生产方法。（代谢产物均停留在该代谢产物之前的一步：目的氨基酸）物均停留在该代谢产物之前的一步：目的氨基酸）第46页/共72页 初初生生氨氨基基酸酸：微微生生物物

50、通通过过固固氮氮作作用用、硝硝酸酸还还原原及及自自外外界界吸吸收收氨氨使使酮酮酸酸氨氨基基化化成成相相应应的的氨氨基基酸酸，或或微微生生物物通通过过转转氨氨酶酶作作用用，将将一一种种氨氨基基酸酸的的氨氨基基转转移移到到另另一一种酮酸上，生成的新氨基酸也称为初生氨基酸。种酮酸上，生成的新氨基酸也称为初生氨基酸。次次生生氨氨基基酸酸：在在微微生生物物作作用用下下，以以初初生生氨氨基基酸酸为为前体转化成的其它氨基酸。前体转化成的其它氨基酸。大大多多数数氨氨基基酸酸均均可可通通过过以以初初生生氨氨基基酸酸为为原原料料的的微微生物转化作用而产生。生物转化作用而产生。第47页/共72页第48页/共72页第