第六讲氨基酸类药物
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L亮氨酸
(2)碱水解法
蛋白质原料经6mol/L氢氧化钠或4mol/L氢氧化钡于100℃水解6h即 得多种氨基酸混合物。该法水解迅速而彻底，且色氨酸不被破坏，但含 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。
(3)酶水解法
蛋白质原料在一定pH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。此法优点为反应条件温和，无需特殊设 备，氨基酸不破坏，无消旋作用。缺点是水解不彻底，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 蛋白及蛋白胨。
指人体（或其它脊椎动物）不能合成 或合成速度远不适应机体的需要，必 需由食物蛋白供给，这些氨基酸称为 必需氨基酸。共有8种,分别是：
苯丙氨酸、蛋氨酸、赖氨酸、苏氨酸、色氨酸、亮氨 酸、异亮氨酸、缬氨酸
"笨蛋来宿舍，晾一晾鞋" （苯丙氨酸）蛋（蛋氨酸）来（赖氨酸）宿（苏氨酸）舍（色 氨酸），晾（亮氨酸）一晾（异亮氨酸）鞋（缬氨酸）
1. 蛋白质氨基酸 2. 非蛋白氨基酸 3. 衍生氨基酸 4. 必需氨基酸和非必需氨基酸
氨基酸类的分类
1
蛋白质氨基酸：编码氨基酸
2
非蛋白氨基酸：D型氨基酸、β氨基酸、γ-氨基酸等
3
衍生氨基酸：谷氨酰胺、硫酸甘氨 酸、磷葡精氨酸等
34 根据人体能否合成，分为： ——必需氨基酸和非必需氨基酸
必需氨基酸
1.蛋白质水解方法：酸水解法、碱水解法、酶水解法 2.氨基酸分离方法：溶解度法、特殊试剂沉淀法、吸附法、
离子交换法 3.氨基酸精制方法：结晶，重结晶
1.蛋白质水解方法：
(1)酸水解法
蛋白质原料用6-10mol/L盐酸或8mol/L硫酸于110-120℃水解12-24h， 除酸后即得多种氨基酸混合物。此法优点是水解迅速而彻底，产物全部 为L-型氨基酸，无消旋作用。缺点是色氨酸全部被破坏，丝氨酸及酪氨 酸部分被破坏，且产生大量废酸污染环境。
蛋白质原料经6mol/L氢氧化钠或4mol/L氢氧化钡于100℃水解6h即 得多种氨基酸混合物。该法水解迅速而彻底，且色氨酸不被破坏，但含 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。
(3)酶水解法
蛋白质原料在一定pH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。此法优点为反应条件温和，无需特殊设 备，氨基酸不破坏，无消旋作用。缺点是水解不彻底，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 蛋白及蛋白胨。
指人体（或其它脊椎动物）不能合成 或合成速度远不适应机体的需要，必 需由食物蛋白供给，这些氨基酸称为 必需氨基酸。共有8种,分别是：
苯丙氨酸、蛋氨酸、赖氨酸、苏氨酸、色氨酸、亮氨 酸、异亮氨酸、缬氨酸
"笨蛋来宿舍，晾一晾鞋" （苯丙氨酸）蛋（蛋氨酸）来（赖氨酸）宿（苏氨酸）舍（色 氨酸），晾（亮氨酸）一晾（异亮氨酸）鞋（缬氨酸）
1. 蛋白质氨基酸 2. 非蛋白氨基酸 3. 衍生氨基酸 4. 必需氨基酸和非必需氨基酸
氨基酸类的分类
1
蛋白质氨基酸：编码氨基酸
2
非蛋白氨基酸：D型氨基酸、β氨基酸、γ-氨基酸等
3
衍生氨基酸：谷氨酰胺、硫酸甘氨 酸、磷葡精氨酸等
34 根据人体能否合成，分为： ——必需氨基酸和非必需氨基酸
必需氨基酸
1.蛋白质水解方法：酸水解法、碱水解法、酶水解法 2.氨基酸分离方法：溶解度法、特殊试剂沉淀法、吸附法、
离子交换法 3.氨基酸精制方法：结晶，重结晶
1.蛋白质水解方法：
(1)酸水解法
蛋白质原料用6-10mol/L盐酸或8mol/L硫酸于110-120℃水解12-24h， 除酸后即得多种氨基酸混合物。此法优点是水解迅速而彻底，产物全部 为L-型氨基酸，无消旋作用。缺点是色氨酸全部被破坏，丝氨酸及酪氨 酸部分被破坏，且产生大量废酸污染环境。
氨基酸类药物
非蛋白质氨基酸：指不参与蛋白质组成的 氨基酸。
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氨基酸类药物
氨基酸是羧酸分子中α-碳原子上的一个 氢原子被氨基替代而成的化合物。
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α-氨基酸
氨基酸类药物
构成生物体蛋白质的氨基酸都是α-氨 基酸；
甘氨酸（氨基己酸）：结构最为简单， 人体非必需。
除甘氨酸外，α-碳原子均为不对称碳 原子，具有立体异构现象，均属于L型氨基酸。
谷氨酰胺用于治疗胃及十二指肠溃疡、 胃炎及胃酸过多； 乙酰谷酰胺铝为抗酸及抗溃疡药 ，用于 治疗胃、十二指肠溃疡 。
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氨基酸类药物
3．治疗肝病
• 精氨酸：能降低血氨水平，用于肝昏迷， 也适用于其它原因引起血氨过高所致的精 神病状。
• 谷氨酸：能预防和治疗肝昏迷，保护肝脏， 是肝脏疾病患者的辅助药物 。
氨基酸类药物
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2020/11/22
氨基酸类药物
第一节 氨基酸类概述
• 氨基酸是生物体构成蛋白质的基本单位， 是生命活动的物质基础。
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氨基酸类药物
天然的氨基酸约300多种，其中，人体所需 的氨基酸（基本氨基酸）有22种。
1986年，发现第21种——硒代胱氨酸。
2002年，发现第22种——吡咯赖氨酸。
• 芳香族氨基酸： L-酪氨酸及L-苯丙氨 酸；
• 杂环氨基酸： L-组氨酸、L-色氨酸、 L-脯氨酸及L-羟脯氨酸；
• 脂肪族氨基酸：其余皆属此类。
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氨基酸类药物
（三）根据氨基酸类药物的用途分类
• 氨基酸主要用于治疗肝病、消化道疾 病、脑病、心血管病、呼吸道疾病及 为特殊病人配制特殊膳食等。
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氨基酸类药物
氨基酸是羧酸分子中α-碳原子上的一个 氢原子被氨基替代而成的化合物。
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α-氨基酸
氨基酸类药物
构成生物体蛋白质的氨基酸都是α-氨 基酸；
甘氨酸（氨基己酸）：结构最为简单， 人体非必需。
除甘氨酸外，α-碳原子均为不对称碳 原子，具有立体异构现象，均属于L型氨基酸。
谷氨酰胺用于治疗胃及十二指肠溃疡、 胃炎及胃酸过多； 乙酰谷酰胺铝为抗酸及抗溃疡药 ，用于 治疗胃、十二指肠溃疡 。
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氨基酸类药物
3．治疗肝病
• 精氨酸：能降低血氨水平，用于肝昏迷， 也适用于其它原因引起血氨过高所致的精 神病状。
• 谷氨酸：能预防和治疗肝昏迷，保护肝脏， 是肝脏疾病患者的辅助药物 。
氨基酸类药物
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2020/11/22
氨基酸类药物
第一节 氨基酸类概述
• 氨基酸是生物体构成蛋白质的基本单位， 是生命活动的物质基础。
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氨基酸类药物
天然的氨基酸约300多种，其中，人体所需 的氨基酸（基本氨基酸）有22种。
1986年，发现第21种——硒代胱氨酸。
2002年，发现第22种——吡咯赖氨酸。
• 芳香族氨基酸： L-酪氨酸及L-苯丙氨 酸；
• 杂环氨基酸： L-组氨酸、L-色氨酸、 L-脯氨酸及L-羟脯氨酸；
• 脂肪族氨基酸：其余皆属此类。
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氨基酸类药物
（三）根据氨基酸类药物的用途分类
• 氨基酸主要用于治疗肝病、消化道疾 病、脑病、心血管病、呼吸道疾病及 为特殊病人配制特殊膳食等。
氨基酸类药物PPT课件
CH2Cl
CHCH2 SOCCH2
NH3+
O
O IC H2 C N H2
-OOC CHCH2 SCH2
NH3+
-OOC CHCH2 SCH2CNH2
NH3+
O
作用：这些反应可用于巯基的保护。
第25页/共68页
-OOC CHCH2 SH + HO-Hg+ NH3+
-OOC CHCH2 S Hg+ NH3+
N
CH2 CH2 NH2 + CO2
H
H
组氨酸
组胺
用途：脱羧酶催化的反应。
第20页/共68页
（4）叠氮反应
NHPG
NH2NH2
NHPG
R CHCOOCH3
R CHCOONHNH2
CH3OH
HNO3 R
NHPG CHCON3
H2O,N2
用途：氨基酸的氨基通过酰化加以保护，羧基经酯 化转变为甲酯，然后与肼和亚硝酸反应即变成叠氮 化物。此反应使氨基酸的羧基活化。氨基酸叠氮化 合物常用于肽的人工合成。
氨基酸及其衍生物类药物已有百种之多，但主要 是以20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。
第32页/共68页
水解法
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。
目前用水解法生产的氨基酸有L-胱氨酸、L-精氨 酸、L-亮氨酸、L-异亮氨酸、 L-组氨酸、L-脯氨酸及 L-丝氨酸等。
名称
英文三字母 英文单字母 中文缩写
结构式（偶极离子）
pI
碱性氨基酸
CHCH2 SOCCH2
NH3+
O
O IC H2 C N H2
-OOC CHCH2 SCH2
NH3+
-OOC CHCH2 SCH2CNH2
NH3+
O
作用：这些反应可用于巯基的保护。
第25页/共68页
-OOC CHCH2 SH + HO-Hg+ NH3+
-OOC CHCH2 S Hg+ NH3+
N
CH2 CH2 NH2 + CO2
H
H
组氨酸
组胺
用途：脱羧酶催化的反应。
第20页/共68页
（4）叠氮反应
NHPG
NH2NH2
NHPG
R CHCOOCH3
R CHCOONHNH2
CH3OH
HNO3 R
NHPG CHCON3
H2O,N2
用途：氨基酸的氨基通过酰化加以保护，羧基经酯 化转变为甲酯，然后与肼和亚硝酸反应即变成叠氮 化物。此反应使氨基酸的羧基活化。氨基酸叠氮化 合物常用于肽的人工合成。
氨基酸及其衍生物类药物已有百种之多，但主要 是以20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。
第32页/共68页
水解法
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。
目前用水解法生产的氨基酸有L-胱氨酸、L-精氨 酸、L-亮氨酸、L-异亮氨酸、 L-组氨酸、L-脯氨酸及 L-丝氨酸等。
名称
英文三字母 英文单字母 中文缩写
结构式（偶极离子）
pI
碱性氨基酸
氨基酸类药物的总结 PPT
2 中和：将装有滤液的三口烧瓶放在盛水的小盆内，
冷却，保持温度在40～50℃，中口插入搅拌棒，左口
放温度计套和温度计，右口放盛有30%氢氧化钠的滴液
漏斗，，开启搅拌器，滴加氢氧化钠，并不断用温度计
蘸取溶液在广泛试纸上测定pH，当pH为3时纸，使pH为4.8～
5.1之间，继续搅拌15分钟，使pH维持在4.8～5.1,倒入
制就会被破坏。完全不吃蛋白质，体内组织
蛋白依然分解，持续出现负氮平衡，如不及
时采取措施纠正，终将导致抗体死亡。
3、转变为糖或脂肪：氨基酸分解代谢 所产生的a-酮 酸，随着不同特性，循糖 或脂的代谢途径进行代谢。 a-酮酸可再 合成新的氨基酸，或转变为糖或脂肪，或 进入三羧循环氧化分解成CO2和H2O，并 放出能量。
4、参与构成酶、激素、部分维生素： 酶的化学本质是蛋白质(氨基酸分子构成)， 如淀粉酶、胃蛋白酶、胆碱脂酶、碳酸酐 酶、转氨酶等。含氮激素的成分是蛋白质 或其衍生物，如生长激素、促甲状腺激素、 肾上腺素、胰岛素、促肠液激素等。有的 维生素是由氨基酸转变或与蛋白质结合存 在。酶、激素、维生素在调节生理机能、 催化代谢过程中起着十分重要的作用。
烧杯中静置，留次日使用。
3 脱色（精制）将昨日溶液抽滤得粗品，称量后放 入三口烧瓶内，加入140ml15%盐酸,粗品重量4～5%的 活性炭，0.1%EDTA，煮沸回流半小时，溶液抽滤后， 倒回三口烧瓶，冷却，保持温度在40～50℃，用15% 氢氧化钠中和，使pH维持在4.8～5.1之间，静置一夜 后将结晶混合液抽滤，并用水冲洗漏斗壁，烘干得成品。
2、起氮平衡作用：当每日膳食中蛋白
质的质和量适宜时，摄入的氮量由粪、尿和
皮肤排出的氮量相等，称之为氮的总平衡。
氨基酸类药物
脯氨酸
丝氨酸 苏氨酸
色氨酸
酪氨酸 缬氨酸
英文名称 Alanine Arginine Asparagine Aspartic acid Cysteine Glutamine Glutamic acid Glycine
Histidine
Isoleucine Leucine Lysine Methionine Phenylalanine
资料仅供参考,不当之处，请联系改正。
氨基酸在医药上主要用来制备复方氨基酸输液，也用作治 疗药物和用于合成多肽药物。目前用作药物的氨基酸有一 百几十种，其中包括构成蛋白质的氨基酸有20种和构成非 蛋白质的氨基酸有100多种。
由多种氨基酸组成的复方制剂在现代静脉营养输液以及 “要素饮食”疗法中占有非常重要的地位，对维持危重病 人的营养，抢救患者生命起积极作用，成为现代医疗中不 可少的医药品种之一。
同时由于空间的排列位置不同，又有两种构型：D型和L 型，组成蛋白质的氨基酸，都属L型。 20种氨基酸，除甘氨酸外，其它氨基酸的α-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。从蛋白质酶促水解得到 的α-氨基酸，都属于L-型，但在生物体中(如细菌)也含有 D-型氨基酸。
2）有碱性(二元氨基一元羧酸,例如赖氨酸;酸性(一元氨基二
元羧酸,例如谷氨酸);中性(一元氨基一元羧酸,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。
资料仅供参考,不当之处，请联系改正。
3) 由于有不对称的碳原子，呈旋光性、紫外吸收
Proline
Serine Threonine
Tryptophan
丝氨酸 苏氨酸
色氨酸
酪氨酸 缬氨酸
英文名称 Alanine Arginine Asparagine Aspartic acid Cysteine Glutamine Glutamic acid Glycine
Histidine
Isoleucine Leucine Lysine Methionine Phenylalanine
资料仅供参考,不当之处，请联系改正。
氨基酸在医药上主要用来制备复方氨基酸输液，也用作治 疗药物和用于合成多肽药物。目前用作药物的氨基酸有一 百几十种，其中包括构成蛋白质的氨基酸有20种和构成非 蛋白质的氨基酸有100多种。
由多种氨基酸组成的复方制剂在现代静脉营养输液以及 “要素饮食”疗法中占有非常重要的地位，对维持危重病 人的营养，抢救患者生命起积极作用，成为现代医疗中不 可少的医药品种之一。
同时由于空间的排列位置不同，又有两种构型：D型和L 型，组成蛋白质的氨基酸，都属L型。 20种氨基酸，除甘氨酸外，其它氨基酸的α-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。从蛋白质酶促水解得到 的α-氨基酸，都属于L-型，但在生物体中(如细菌)也含有 D-型氨基酸。
2）有碱性(二元氨基一元羧酸,例如赖氨酸;酸性(一元氨基二
元羧酸,例如谷氨酸);中性(一元氨基一元羧酸,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。
资料仅供参考,不当之处，请联系改正。
3) 由于有不对称的碳原子，呈旋光性、紫外吸收
Proline
Serine Threonine
Tryptophan
《氨基酸类药物》PPT课件_OK
17
氨基酸的生产方法
添加前体发酵法（微生物转化法）：
18
氨基酸的生产方法
• 酶法：利用微生物细胞或微生物产生的酶来制造氨基酸。
19
氨基酸的生产方法
提取法：蛋白质水解，从水解液中提取。胱氨酸、半胱氨酸和酪氨酸 合成法：DL-蛋氨酸、丙氨酸、甘氨酸、苯丙氨酸。
20
氨基酸的生产方法
• 化学合成法：DL-蛋氨酸、丙氨酸、甘氨酸、苯丙氨酸。
• 营养强化剂； • 谷氨酸单钠盐——味精； • 天冬氨酸钠：可用于清凉饮料，能增加清凉感并使香味浓厚爽口； • 天冬氨酰苯丙氨酸甲酯：甜味素（APM）
9
C、农业
• 杀虫剂：刀豆氨酸、5-羟色氨酸可使南方毛虫拒食而死；半胱氨酸可杀死黄瓜蝇；甘氨 酸乙酯衍生的二硫代磷酸盐具有较强的杀蚜虫和杀螨效果；
类似物突变株的营养缺陷型菌株发酵和营养缺陷型回复突变株发酵。 典型的例子就是谷氨酸发酵。
改变培养条件的发酵转换法中,有变化铵离子浓度、磷酸浓度，使谷 氨酸转向谷氨酰胺和缬氨酸发酵。 （2）营养缺陷型突变发酵、这一方法是诱变出菌体内氨基酸生物合成 某步反应阻遏的营养缺陷型变异体，使生物合成在中途停止，不让 最终产物起控制作用。 这种方法中有用高丝氨酸缺陷株的赖氨酸发酵，有用精氨酸缺陷株 的鸟氨酸发酵，还有用异亮氨酸缺陷株的脯氨酸发酵。 （3）类似物抗性变异株的方法： 用一种与自己想获得的氨基酸结构相类似的化合物加入培养基内， 使其发生控制作用，从而抑制微生物的生长。这样，就可以得到在 这种培养基中能够生长的变异株，而这种变异株正是解除了调控机 制的，能够生成过量的氨基酸。 利用此方法发酵的有:苏氨酸、赖氨酸、异亮氨酸、组氨酸和精氨 酸。
• 杀菌剂：N-月桂酰缬氨酸可作为治疗稻瘟病；-1，4环己二烯丙氨酸能抑制黑穗病毒、 稻瘟病等；
氨基酸的生产方法
添加前体发酵法（微生物转化法）：
18
氨基酸的生产方法
• 酶法：利用微生物细胞或微生物产生的酶来制造氨基酸。
19
氨基酸的生产方法
提取法：蛋白质水解，从水解液中提取。胱氨酸、半胱氨酸和酪氨酸 合成法：DL-蛋氨酸、丙氨酸、甘氨酸、苯丙氨酸。
20
氨基酸的生产方法
• 化学合成法：DL-蛋氨酸、丙氨酸、甘氨酸、苯丙氨酸。
• 营养强化剂； • 谷氨酸单钠盐——味精； • 天冬氨酸钠：可用于清凉饮料，能增加清凉感并使香味浓厚爽口； • 天冬氨酰苯丙氨酸甲酯：甜味素（APM）
9
C、农业
• 杀虫剂：刀豆氨酸、5-羟色氨酸可使南方毛虫拒食而死；半胱氨酸可杀死黄瓜蝇；甘氨 酸乙酯衍生的二硫代磷酸盐具有较强的杀蚜虫和杀螨效果；
类似物突变株的营养缺陷型菌株发酵和营养缺陷型回复突变株发酵。 典型的例子就是谷氨酸发酵。
改变培养条件的发酵转换法中,有变化铵离子浓度、磷酸浓度，使谷 氨酸转向谷氨酰胺和缬氨酸发酵。 （2）营养缺陷型突变发酵、这一方法是诱变出菌体内氨基酸生物合成 某步反应阻遏的营养缺陷型变异体，使生物合成在中途停止，不让 最终产物起控制作用。 这种方法中有用高丝氨酸缺陷株的赖氨酸发酵，有用精氨酸缺陷株 的鸟氨酸发酵，还有用异亮氨酸缺陷株的脯氨酸发酵。 （3）类似物抗性变异株的方法： 用一种与自己想获得的氨基酸结构相类似的化合物加入培养基内， 使其发生控制作用，从而抑制微生物的生长。这样，就可以得到在 这种培养基中能够生长的变异株，而这种变异株正是解除了调控机 制的，能够生成过量的氨基酸。 利用此方法发酵的有:苏氨酸、赖氨酸、异亮氨酸、组氨酸和精氨 酸。
• 杀菌剂：N-月桂酰缬氨酸可作为治疗稻瘟病；-1，4环己二烯丙氨酸能抑制黑穗病毒、 稻瘟病等；
氨基酸类药物的基本概念
其中L-组氨酸、L-色氨酸、L-脯氨酸及L-羟脯氨 酸为杂环氨基酸，
L-酪氨酸及L-苯丙氨酸为芳香族氨基酸， 其余均为脂肪族氨基酸。
2、性质：
（1）物理通性：
天然氨基酸纯品均为白色结晶性粉末，熔点及分 解点均在200℃以上。
在有机溶剂中溶解度一般较小。
均为两性电解质，各有一定等电点。除甘氨酸外 都有旋光性。
氨基酸是构成机体蛋白质的基本单位，且构成生 物体蛋白质的氨基酸都是α-氨基酸，除甘氨酸外，α碳原子均为不对称碳原子，具有立体异构现象，均是 L-型氨基酸。
1、分类： （1）根据氨基酸在pH5.5溶液中带电状况分为酸性、 中性及碱性氨基酸三类。
（2）依R基团差异亦分为： 脂肪族氨基酸、芳香族氨基酸及杂环氨基酸三类
特殊基团反应：
酪氨酸的酚羟基可产生米伦反应与福林－达尼斯反 应；
精氨酸的胍基产生坂口反应；
色氨酸的吲哚基与芳醛产生红色反应；
组氨酸的咪唑基产生Pauly反应；
苯丙氨酸硝化后于碱性条件下产生桔黄色反应；
胱氨酸及半胱氨酸经酸或碱破坏后可与醋酸铅产 生铅黑反应；
半胱氨酸在碱性条件下与亚硝基铁氰化钠（硝普 盐）反应生一、氨基酸类药物的基本知识
从各种生物体中发现的氨基酸已有180多种，但是 参与蛋白质组成的常见氨基酸或称基本氨基酸只有二 十种。1986年发现第21种 硒代胱氨酸 最近发现第22种 遗传基因编码的氨基酸 吡咯赖氨酸。
180多种天然氨基酸大多数是不参与蛋白质组成的， 这些氨基酸被称为非蛋白质氨基酸。
氨基酸能使水的介电常数增高,而一般的有机化合 物乙醇、丙酮等却使水的介电常数降低。是以离子晶 格组成，而一般的有机化合物是由分子晶格组成的。
（2）化学通性：
α-氨基酸共同的化学反应有两性解离及林海定反应、 酰化、烷基化、酯化、酰氯化、酰胺化、叠氮化、脱 羧及脱氨反应、肽键结合反应及与甲醛和亚硝酸的反 应等。
L-酪氨酸及L-苯丙氨酸为芳香族氨基酸， 其余均为脂肪族氨基酸。
2、性质：
（1）物理通性：
天然氨基酸纯品均为白色结晶性粉末，熔点及分 解点均在200℃以上。
在有机溶剂中溶解度一般较小。
均为两性电解质，各有一定等电点。除甘氨酸外 都有旋光性。
氨基酸是构成机体蛋白质的基本单位，且构成生 物体蛋白质的氨基酸都是α-氨基酸，除甘氨酸外，α碳原子均为不对称碳原子，具有立体异构现象，均是 L-型氨基酸。
1、分类： （1）根据氨基酸在pH5.5溶液中带电状况分为酸性、 中性及碱性氨基酸三类。
（2）依R基团差异亦分为： 脂肪族氨基酸、芳香族氨基酸及杂环氨基酸三类
特殊基团反应：
酪氨酸的酚羟基可产生米伦反应与福林－达尼斯反 应；
精氨酸的胍基产生坂口反应；
色氨酸的吲哚基与芳醛产生红色反应；
组氨酸的咪唑基产生Pauly反应；
苯丙氨酸硝化后于碱性条件下产生桔黄色反应；
胱氨酸及半胱氨酸经酸或碱破坏后可与醋酸铅产 生铅黑反应；
半胱氨酸在碱性条件下与亚硝基铁氰化钠（硝普 盐）反应生一、氨基酸类药物的基本知识
从各种生物体中发现的氨基酸已有180多种，但是 参与蛋白质组成的常见氨基酸或称基本氨基酸只有二 十种。1986年发现第21种 硒代胱氨酸 最近发现第22种 遗传基因编码的氨基酸 吡咯赖氨酸。
180多种天然氨基酸大多数是不参与蛋白质组成的， 这些氨基酸被称为非蛋白质氨基酸。
氨基酸能使水的介电常数增高,而一般的有机化合 物乙醇、丙酮等却使水的介电常数降低。是以离子晶 格组成，而一般的有机化合物是由分子晶格组成的。
（2）化学通性：
α-氨基酸共同的化学反应有两性解离及林海定反应、 酰化、烷基化、酯化、酰氯化、酰胺化、叠氮化、脱 羧及脱氨反应、肽键结合反应及与甲醛和亚硝酸的反 应等。
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三 氨基酸的鉴定、分离纯化
氨基酸的分离分析
• 分配柱层析：支持剂是一些具有亲水性 的不溶性物质，如纤维素、淀粉、硅胶 等。 • 滤纸层析（分配层析） • 薄层层析（吸附层析、分配层析） • 离子交换层析：阴离子交换树脂N(CH3)3OH，阳离子交换树脂-SO3H • 电泳（纸电泳）
分配层析的一般原理
氨基酸的生产方法
添加前体发酵法（微生物转化法）：
氨基酸的生产方法
• 酶法：利用微生物细胞或微生物产生 的酶来制造氨基酸。
氨基酸的生产方法
提取法：蛋白质水解，从水解液中提取。 胱氨酸、半胱氨酸和酪氨酸 合成法：DL-蛋氨酸、丙氨酸、甘氨酸、 苯丙氨酸。
氨基酸的生产方法
• 化学合成法：DL-蛋氨酸、丙氨酸、甘氨 酸、苯丙氨酸。
第六讲
氨基酸类药物
一、 氨基酸的结构和理化性质
氨基酸是蛋白质的基本组成材料
蛋白质用强酸、强碱处理后，可以得到各种各样
的氨基酸。在动植物组织中可以分离得到24种不同的
氨基酸。第一个氨基酸早在两个世纪前就已经被发现，
而最后一个氨基酸在1935年才发现。直到1965年才搞 清楚，只有20种氨基酸才是合成蛋白质的原材料(称 为Primary amino acid )。
毛 虫
黄 瓜 蝇
蚜 虫
螨
D、化妆品工业
• 氨基酸能调节皮肤pH的变动，对细菌有防 护作用，也可作为皮肤、毛发的营养成分， 增加皮肤、毛发的光泽。 • 防止皮肤干燥的自然保湿因子的主要成分 是甘氨酸、羟基丁氨酸、丙氨酸、天冬氨 酸、丝氨酸等游离氨基酸。 • 在化妆品中添加天冬氨酸或其衍生物以及 一些维生素，可防止皮肤老化。
5、氨基酸的应用
• A、医药工业 氨基酸输液 必需氨基酸：苏氨酸、缬氨酸、亮氨 酸、异亮氨酸、赖氨酸、色氨酸、苯丙 氨酸、蛋氨酸 半必需氨基酸：精氨酸、组氨酸是幼 儿所必需的。
治疗药剂
• 精氨酸：对治疗高氨血症、肝机能障碍等疾 病颇有效果； • 天冬氨酸：钾镁盐可用于恢复疲劳；治疗低 钾症心脏病、肝病、糖尿病等。 • 半胱氨酸：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； • 组氨酸：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。
E、化学工业
• 维生素B6:可采用丙氨酸或天冬氨酸为原料合成。 • 叶酸：需要用谷氨酸为原料合成。 • 氨基酸表面活性剂：酰基谷氨酸钠、十六烷基-L赖氨酰-L-赖氨酸甲酯二盐酸、月桂酰-L-精氨酸乙 酯盐酸等具有较强的抗菌杀菌活性，且无刺激性。
• 聚合氨基酸：聚谷氨酸甲酯可用于作为合成皮革的
表面处理剂；聚天冬氨酸或聚谷氨酸的二烷基酯与 磷酸高级烷基酯结合得到的化合物可作为可塑剂， 稳定剂等。
的 纯 化 方 法
AA
离子交换层析法
的 纯 化 方 法
AA
氨基酸的鉴定、分离纯化
阳离子交换层析
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分配定律：当一种溶质在两种一定的互不 相溶的溶剂中分配时，在一定的温度下达到 平衡后，溶质在两相中的浓度比值为一常数。 即分配系数（kd）。 Kd ＝ CA/ CB CA ：在A相（动相）中的浓度 CB ：在B相（静相）中的浓度 物质分配：液－液 固－液 气－液
有效分配系数： Keff=某一物质在A相中 的总量/某一物质在B相中的总量 对液——液层析系统： Keff=CA×VA/ CB× VB = Kd× Rv VA：A相的体积 VB：B相的体积 RV＝A、B两相的体积比 Keff是RV的函数，溶质的有效分配系数 可以调查两相的体积比而加以改变。 分离的先决条件：各种AA成分的分配系 数有差异，差异越大，越容易分开。
分配层析的原理：逆流分配
纸层析、薄层层析
离子交换层析法
• 此法是利用离子交换树脂作为柱层析支持物， 将带有不同电荷的AA进行分离的方法。 • 离子交换树脂可以分为阳离子交换树脂（如 羧甲基纤维素等）和阴离子交换树脂（如二 乙基氨基乙基纤维素等）。 • 带正电荷多的AA与树脂结合较强，而带正电 荷少的AA与树脂结合则较弱。用不同浓度的 阳离子洗脱液，如NaCl溶液进行梯度洗脱， 通过Na+的离子交换作用，可以将带有不同 正电荷的AA进行分离。也可以用不同pH值的 缓冲液洗脱。
B、食品工业
• 营养强化剂； • 谷氨酸单钠盐——味精； • 天冬氨酸钠：可用于清凉饮料，能增加 清凉感并使香味浓厚爽口； • 天冬氨酰苯丙氨酸甲酯：甜味素（APM）
C、农业
• 杀虫剂：刀豆氨酸、5-羟色氨酸可使南方毛 虫拒食而死；半胱氨酸可杀死黄瓜蝇；甘氨 酸乙酯衍生的二硫代磷酸盐具有较强的杀蚜 虫和杀螨效果； • 杀菌剂：N-月桂酰缬氨酸可作为治疗稻瘟病； -1，4环己二烯丙氨酸能抑制黑穗病毒、稻 瘟病等； • 除草剂：如N-3,4二氮丙氨酸，硫代氨基酸 酯等。
20种氨基酸的发现年代表
天冬酰氨 甘氨酸 亮氨酸 酪氨酸 丝氨酸 谷氨酸 天冬氨酸 苯丙氨酸 丙氨酸 赖氨酸 精氨酸 组氨酸 胱氨酸 缬氨酸 脯氨酸 色氨酸 异亮氨酸 甲硫氨酸 苏氨酸 1806 1820 1820 1849 1865 1866 1868 1881 1881 1889 1895 1896 1899 1901 1901 1901 1904 1922 1935 Vauquelin Braconnot Braconnot Bopp Cramer Ritthausen Ritthausen Schultze Weyl Drechsel Hedin Kossel,Hedin Morner Fischer Fischer Hopkins Erhlich Mueller McCoy et al 天冬门芽 明胶 羊毛、肌肉 奶酪 蚕丝 面筋 蚕豆 羽扇豆芽 丝心蛋白 珊瑚 牛角 奶酪 牛角 奶酪 奶酪 奶酪 纤维蛋白 奶酪 奶酪
氨基酸的生产方法
直接发酵法：这是从自然界获得的分离菌株进行发酵生产的一种方法。 （1）野生菌株发酵、抗氨基酸结构类似物突变株发酵、抗氨基酸结构 类似物突变株的营养缺陷型菌株发酵和营养缺陷型回复突变株发酵。 典型的例子就是谷氨酸发酵。 改变培养条件的发酵转换法中,有变化铵离子浓度、磷酸浓度，使谷 氨酸转向谷氨酰胺和缬氨酸发酵。 （2）营养缺陷型突变发酵、这一方法是诱变出菌体内氨基酸生物合成 某步反应阻遏的营养缺陷型变异体，使生物合成在中途停止，不让 最终产物起控制作用。 这种方法中有用高丝氨酸缺陷株的赖氨酸发酵，有用精氨酸缺陷株 的鸟氨酸发酵，还有用异亮氨酸缺陷株的脯氨酸发酵。 （3）类似物抗性变异株的方法： 用一种与自己想获得的氨基酸结构相类似的化合物加入培养基内， 使其发生控制作用，从而抑制微生物的生长。这样，就可以得到在 这种培养基中能够生长的变异株，而这种变异株正是解除了调控机 制的，能够生成过量的氨基酸。 利用此方法发酵的有:苏氨酸、赖氨酸、异亮氨酸、组氨酸和精氨 酸。