氨基酸类药物

第三章第三章 氨基酸类药物氨基酸类药物氨基酸的结构氨基酸的结构H硒代半胱氨酸氨基酸在营养支持中的应用氨基酸在营养支持中的应用 v正常人每天所进食物中的蛋白质含氮量和排出的氮量往正常人每天所进食物中的蛋白质含氮量和排出的氮量往往是相等的往是相等的,这种收支相等的情况称为氮平衡。这种收支相等的情况称为氮平衡。v正氮平衡正氮平衡:氮摄入量氮摄入量氮排出量氮排出量(蛋白质合成大于分解蛋白质合成大于分解)v 负氮平衡负氮平衡:氮摄入量氮摄入量氮排出量氮排出量(蛋白质分解大于合成蛋白质分解大于合成)营养支持的主要目标是获得满意的氮平衡营养支持的主要目标是获得满意的氮平衡第一节第一节 氨基酸类药物的制备方法氨基酸类药物的制备方法一、氨基酸粗品的制备一、氨基酸粗品的制备1.蛋白水解提取法蛋白水解提取法 以毛发、血粉及废蚕丝等为原料，通过酸、碱或蛋白水以毛发、血粉及废蚕丝等为原料，通过酸、碱或蛋白水解酶水解成氨基酸混合物，经分离纯化获得各种药用氨基酸解酶水解成氨基酸混合物，经分离纯化获得各种药用氨基酸的方法称为水解法。的方法称为水解法。水解法生产氨基酸的主要过程为水解法生产氨基酸的主要过程为分离分离、精制精制和和结晶结晶三个步骤。三个步骤。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胱氨酸胱氨酸、亮氨酸亮氨酸、酪氨酸酪氨酸等等。（1）酸水解法）酸水解法 蛋白质原料加入蛋白质原料加入4倍质量的倍质量的6molL盐酸或盐酸或8molL硫硫酸于酸于110加热回流加热回流1224h，或加压于，或加压于120 水解水解12h，使氨基酸充分析出，除酸后即得多种氨基酸混合物。使氨基酸充分析出，除酸后即得多种氨基酸混合物。优点：优点：水解完全，水解过程不引起氨基酸发生旋光异构作用，水解完全，水解过程不引起氨基酸发生旋光异构作用，产物全部为产物全部为L-型氨基酸。型氨基酸。缺点：缺点：色氨酸全部被破坏，含羟基的丝氨酸及酪氨酸部分被色氨酸全部被破坏，含羟基的丝氨酸及酪氨酸部分被破坏，且产生大量废酸污染环境。破坏，且产生大量废酸污染环境。（2）碱水解法）碱水解法 蛋白质原料经蛋白质原料经6molL氢氧化钠或氢氧化钠或4molL氢氧化钡氢氧化钡于于100水解水解6h即得多种氨基酸混合物。即得多种氨基酸混合物。优点：优点：水解迅速而彻底，且色氨酸不被破坏。水解迅速而彻底，且色氨酸不被破坏。缺点：缺点：含羟基或巯基的氨基酸全部被破坏，且产生消旋含羟基或巯基的氨基酸全部被破坏，且产生消旋作用。工业上多不采用。作用。工业上多不采用。（3）酶水解法）酶水解法 蛋白质原料在一定蛋白质原料在一定pH和温度条件下经蛋白水解酶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称为酶水解法。作用分解成氨基酸和小肽的过程称为酶水解法。优点：优点：反应条件温和，无需特殊设备，氨基酸不破坏，反应条件温和，无需特殊设备，氨基酸不破坏，无消旋作用。无消旋作用。缺点：缺点：水解不彻底，产物中除氨基酸外，尚含较多肽类。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用于生产水解蛋白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。及蛋白胨。2.微生物发酵法微生物发酵法发酵法发酵法是指以糖为碳源，以氨或尿素为氮源，通过微生物是指以糖为碳源，以氨或尿素为氮源，通过微生物的发酵繁殖，直接生产氨基酸，或利用菌体的酶系，加入的发酵繁殖，直接生产氨基酸，或利用菌体的酶系，加入前体物质合成特定氨基酸的方法。前体物质合成特定氨基酸的方法。其基本过程包括菌种的培养、接种发酵、产品的提取及分其基本过程包括菌种的培养、接种发酵、产品的提取及分离纯化等。离纯化等。优点：优点：直接生产直接生产L-型氨基酸，原料丰富，以廉价碳源如甜型氨基酸，原料丰富，以廉价碳源如甜菜或化工原料（乙酸、甲醇、石蜡）代替葡萄糖，成本大菜或化工原料（乙酸、甲醇、石蜡）代替葡萄糖，成本大为降低。为降低。缺点：缺点：产物浓度低，生产周期长，设备投资大，有副反应，产物浓度低，生产周期长，设备投资大，有副反应，单晶体氨基酸的分离比较复杂。单晶体氨基酸的分离比较复杂。3.化学合成法化学合成法化学合成法化学合成法是利用有机合成和化学工程相结合的技术生是利用有机合成和化学工程相结合的技术生产氨基酸的方法。产氨基酸的方法。4.酶合成法酶合成法也称酶工程技术、酶转化法，是指在特定酶的作用下使某也称酶工程技术、酶转化法，是指在特定酶的作用下使某些化合物转化成相应氨基酸的技术。些化合物转化成相应氨基酸的技术。二、氨基酸的分离二、氨基酸的分离1.溶解度法或等电点沉淀法溶解度法或等电点沉淀法溶解度法溶解度法 是依据不同氨基酸在水中或其它溶剂中的溶解是依据不同氨基酸在水中或其它溶剂中的溶解度差异而进行分离的方法。度差异而进行分离的方法。例如：胱氨酸和酪氨酸均难溶于水，但在热水中酪氨酸例如：胱氨酸和酪氨酸均难溶于水，但在热水中酪氨酸溶解度较大，而胱氨酸溶解度变化不大，故可将混合物溶解度较大，而胱氨酸溶解度变化不大，故可将混合物中胱氨酸、酪氨酸及其它氨基酸彼此分开。中胱氨酸、酪氨酸及其它氨基酸彼此分开。氨基酸在等电点时溶解度最小，易沉淀析出，故利氨基酸在等电点时溶解度最小，易沉淀析出，故利用溶解度法分离制备氨基酸时常与氨基酸等电点沉淀法用溶解度法分离制备氨基酸时常与氨基酸等电点沉淀法结合并用。结合并用。2.特殊沉淀剂法特殊沉淀剂法氨基酸可以和一些有机化合物或无机化合物生成具有特氨基酸可以和一些有机化合物或无机化合物生成具有特殊性质的结晶性衍生物，利用这一性质可以分离纯化某殊性质的结晶性衍生物，利用这一性质可以分离纯化某些氨基酸。些氨基酸。优点：优点：操作简便、针对性强。操作简便、针对性强。缺点：缺点：沉淀剂比较难以去除。沉淀剂比较难以去除。3.离子交换法离子交换法离子交换法是利用离子交换剂对不同氨基酸吸附能力不同离子交换法是利用离子交换剂对不同氨基酸吸附能力不同而分离纯化氨基酸的方法。而分离纯化氨基酸的方法。氨基酸为两性电解质，在一定条件下，不同氨基酸的带电氨基酸为两性电解质，在一定条件下，不同氨基酸的带电性质及解离状态不同，对同一离子交换剂的吸附能力也不性质及解离状态不同，对同一离子交换剂的吸附能力也不同，故可对氨基酸混合物进行分组或单一成分的分离。同，故可对氨基酸混合物进行分组或单一成分的分离。三、氨基酸的结晶与干燥三、氨基酸的结晶与干燥 通过上述方法分离纯化后的氨基酸仍混有少量其他通过上述方法分离纯化后的氨基酸仍混有少量其他氨基酸和杂质，需通过结晶或重结晶提高其纯度，即利氨基酸和杂质，需通过结晶或重结晶提高其纯度，即利用氨基酸在不同溶剂、不同用氨基酸在不同溶剂、不同pH介质中溶解度的不同，达介质中溶解度的不同，达到进一步纯化。到进一步纯化。氨基酸结晶通过干燥进一步除去水分或溶剂获得干氨基酸结晶通过干燥进一步除去水分或溶剂获得干燥制品。燥制品。亮氨酸的生产工艺亮氨酸的生产工艺麸质粉麸质粉酒精抽提酒精抽提醇溶蛋白醇溶蛋白成品成品重结晶重结晶氨解氨解酸溶沉淀酸溶沉淀亮氨酸混晶亮氨酸混晶食盐食盐浓缩结晶浓缩结晶中和中和水解水解