氨基酸的提取分离PPT培训课件.ppt

第7章 氨基酸的提取分离;第一节 氨基酸概述;一、氨基酸概述 人类从1810年以来，经过150年的努力，在自然界中先后发现了很多种氨基酸，其中最常见的有20种，游离存在的甚少，绝大多数都以结合状态存在于生命物质---蛋白质中。如果把蛋白质水解，最终产物就是各种氨基酸，它是组成蛋白质的最基本单位。若用100个20种不同的氨基酸，组成相对分子质量为1万左右的蛋白质的话，那么不同的排列顺序，就可提供20100种不同的蛋白质，这就是蛋白质构成如此巨大的、丰富多彩的生命世界的原因。 自20世纪50年代开始，氨基酸应用范围不断扩大，形成了一个朝气蓬勃的新兴工业体系，被称为氨基酸工业，生产技术日新月异，品种和产量逐年增加。1969年世界氨基酸总产量约25万吨，1979年40万吨，十年间增加约1.7倍，至1981年调查统计总产量达55万多吨，; 以日本最多。由于氨基酸在医疗上具有特殊的应用价值，其品种已由构成蛋白质的20几种，发展到100多种氨基酸衍生物，在医药工业生产中，占有重要的地位，市场需要量日益增加。日本氨基酸工业生产在世界上居领先地位，产量约占35％，品种主要有26种，几乎都用作医药原料，其品种发展和生产技术是值得我们借鉴的。 我国氨基酸生产比较落后。解放初期只生产调味用谷氨酸钠，其他品种很少。虽然先后研究试制了一些新的氨基酸品种，但也仅限于水解法。1978年，自从中国科学院微生物研究所找到了多种产生氨基酸的菌种后，由天然蛋白质水解提取法及化学合成法已逐渐转向微生物发酵法，并且发展到以酶法来制备氨基酸。 迄今为止，24种世界各国常用的氨基酸原料药中，我国自己生产的品种和产量，能够满足国内市场需要的有： ; 亮氨酸、赖氨酸盐酸盐、天冬氨酸、谷氨酸、苏氨酸、甘氨酸、胱氨酸、半胱氨酸碱、半胱氨酸盐酸盐、N-乙酰-L-半胱氨酸和酪氨酸等11种，占品种总数的46％； 产量不足的有异亮氨酸、乙酸赖氨酸、甲硫氨酸、苯丙氨酸、丙氨酸和脯氨酸等6种，占总品种数的25％。异亮氨酸的生产能力已达100吨以上，生产工艺比较成熟。近期可望提高产量的有精氨酸、精氨酸盐酸盐、缬氨酸、组氨酸盐酸盐和组氨酸碱等 5种，占总品种数的 21％；技术木成熟或资源供应有问题的有色氨酸和丝氨酸两种，占总品种数的8％。 虽然有些氨基酸在品种、成本、收率、产量和技术水平等方面尚有许多工作要做，但我国的氨基酸工业已形成了一定的工业化生产规模，基本上可满足国内需要，还有部分出口。;二、氨基酸分类;根据蛋白氨基酸的化学结构又可分为 ：; 2. 非蛋白氨基酸：它们不是蛋白质的组成成分，多以游离形式存在，故称非蛋白氨基酸。 过去，曾被认为不是构成机体的结构物质，没有什么用处。近20年研究发现，非蛋白氨基酸不仅是自然存在的天然产物，还显示出独特的生物学功能和药用价值。在动植物体内，经常以游离或低分子化合物的状态存在，多具有脂肪酸结构，一般链长不超过6个碳原子，有D型氨基酸、β-氨基酸、γ-氨基酸等。 在生物体内的变化是多种多样，十分复杂。有的参加生物体内含氮物质的吸收、贮存和运转，如高丝氨酸、刀豆氨酸；有的是神经递质，在神经细胞接触传递中起传递作用，如γ-氨基丁酸等，已知的不下 20多种；有的是生物体内次生物质的前体，含量虽很低，可生理反应功能却很强烈，如多巴胺、5-羟色胺等；有的经药理实验或临床验证，具有显著治疗效果，如使君子氨酸驱蛔虫作用与三道年相似，南瓜子氨酸对血吸幼虫生长发育有明显的抑制作用，临床上用于防治血吸虫病、丝、虫病。; 在研究筛选抗癌药物的过程中，发现了偶氮丝氨酸、α-羟基甘氨酸（杀腺癌菌素）、β-N-羟基偶氮丙氨酸（丙氨霉素）、N-甲基酪氨酸、N-丙酰缬氨酸、N-氮乙基胺基-L-苯丙氨酸等抗肿癌活性大于自力霉素。据资料表明，至今已发现有450种以上非蛋白氨基酸，其中存在于植物中的约有240种，存在于动物中的有50种，其他多存在于微生物中，还不断有新的发现，问世。有药用价值的约100种，有的还被药典收载。 有的学者根据其化学结构的特点，可分为： 含硫非蛋白氨基酸：将非蛋白氨基酸分子中的羧基被磺酸或亚磺酸取代的氨基酸称为含硫非蛋白氨基酸，如牛磺酸； 含磷非蛋白氨基酸，如2-二甲基氨基乙基磷酸（腔肠动物中）、磷酸丝氨酸等； 环外含氮非蛋白氨基酸，如δ-氨基乙酰丙酸（红细胞中）、β-羟基-γ-氨基丁酸等；