第 八讲 氨基酸类药物第 八讲 氨基酸类药物第节第节氨基酸氨基酸类药物的概述及应用类药物的概述及应用第第一一节节、、氨基酸氨基酸类药物的概述及应用类药物的概述及应用 第二节、氨基酸类药物的生产方法第二节、氨基酸类药物的生产方法 第三节、氨基酸输液第三节、氨基酸输液 第四节第四节、、赖氨酸的生产赖氨酸的生产第四节第四节、、赖氨酸的生产赖氨酸的生产第一节氨基酸类药物的概述及应用第节、氨基酸类药物的概述及应用氨基酸的组成与结构氨基酸的组成与结构一、一、氨基酸的组成与结构氨基酸的组成与结构• 含一个碱性氨基及一个酸性羧基的有机化合物含一个碱性氨基及一个酸性羧基的有机化合物• 其氨基直接连接在其氨基直接连接在α‐碳原子上，这种氨基酸被称为碳原子上，这种氨基酸被称为α‐氨基 酸 是肽和蛋白质的构件分子，也是构成生命大厦的基氨基 酸 是肽和蛋白质的构件分子，也是构成生命大厦的基 本砖石之本砖石之本砖石之本砖石之一1、氨基酸的物理通性氨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，熔融时分解并 放出CO2；都能溶于强酸和强碱溶液中，除胱氨酸、酪氨酸；都能溶于强酸和强碱溶液中，除胱氨酸、酪氨酸 外外均溶于水均溶于水除脯氨酸和羟脯氨酸外除脯氨酸和羟脯氨酸外均难溶于乙醇和均难溶于乙醇和外外，，均溶于水均溶于水；；除脯氨酸和羟脯氨酸外除脯氨酸和羟脯氨酸外，，均难溶于乙醇和均难溶于乙醇和 乙醚。
无色晶体，水中溶解度各不同，取决于侧链氨基乙醚 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增高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的晶体是离子晶体氨氨酸能使水的介电常数增高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的晶体是离子晶体氨氨 基酸是离子化合物基酸是离子化合物 2））有碱性有碱性(二元氨基二元氨基一一元羧酸元羧酸,例如赖氨酸例如赖氨酸;酸性酸性(一一元氨基二元氨基二2））有碱性有碱性(二元氨基元羧酸二元氨基元羧酸,例如赖氨酸例如赖氨酸;酸性酸性(元氨基二元氨基二 元羧酸元羧酸,例如谷氨酸例如谷氨酸);中性中性(一元氨基一元羧酸一元氨基一元羧酸,例如丙氨酸例如丙氨酸) 三三种类型种类型大多数氨基酸都呈显不同程度的酸性或碱性大多数氨基酸都呈显不同程度的酸性或碱性，，种类型种类型大多数氨基酸都呈显不同程度的酸性或碱性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 成盐所以既能与酸结合成盐，也能与碱结合 成盐3) 由于有不对称的碳原子由于有不对称的碳原子，，呈旋光性呈旋光性、、紫外吸收紫外吸收3) 由于有不对称的碳原子由于有不对称的碳原子，，呈旋光性呈旋光性、、紫外吸收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型型 组成蛋白质的氨基酸组成蛋白质的氨基酸都属都属L型型，，组成蛋白质的氨基酸组成蛋白质的氨基酸，，都属都属L型型。
20种氨基酸，除种氨基酸，除甘氨酸甘氨酸外，其它氨基酸的外，其它氨基酸的α‐碳原子均为不碳原子均为不 对称碳原子对称碳原子可以有立体异构可以有立体异构有旋光性有旋光性氨基酸的构型氨基酸的构型对称碳原子对称碳原子可以有立体异构可以有立体异构、、有旋光性有旋光性氨基酸的构型氨基酸的构型 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只有只有酪氨酸酪氨酸苯丙氨酸和色氨酸苯丙氨酸和色氨酸• 在近紫外区在近紫外区(220‐300nm)只有只有酪氨酸酪氨酸、、苯丙氨酸和色氨酸苯丙氨酸和色氨酸 有吸收光的能力可以通过测定有吸收光的能力可以通过测定280nm 处的紫外吸收值的处的紫外吸收值的 方法对蛋白溶液进行定量方法对蛋白溶液进行定量方法对蛋白溶液进行定量方法对蛋白溶液进行定量。
• 苯丙氨酸的苯丙氨酸的max＝＝257nm • 酪氨酸的酪氨酸的 max＝＝275nm• 酪氨酸的酪氨酸的 max＝＝275nm • 色氨酸的色氨酸的max＝＝280nm4) 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 负离子基团负离子基团兼性离子本身既是酸又是碱兼性离子本身既是酸又是碱因此它既可以因此它既可以负离子基团负离子基团兼性离子本身既是酸又是碱兼性离子本身既是酸又是碱因此它既可以因此它既可以 和酸反应，也可以和碱反应氨基酸在水溶液中或在晶体 状态时，都以兼性离子形式存在和酸反应，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 • 等电点理论的应用等电点理论的应用 A. 等电点时等电点时，，氨基酸的溶解度最小氨基酸的溶解度最小，，易沉淀易沉淀利用该性质可利用该性质可等电点时等电点时，，氨基酸的溶解度最小氨基酸的溶解度最小，，易沉淀易沉淀利用该性质可利用该性质可 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pH值调至值调至3.22（谷氨酸的等电点）而使谷氨酸沉淀（谷氨酸的等电点）而使谷氨酸沉淀 析出析出析出析出。
B. 利用各种氨基酸的等电点不同利用各种氨基酸的等电点不同，可通过电泳法、离子交换，可通过电泳法、离子交换 法等在实验室或工业生产上进行混合氨基酸的分离或制备法等在实验室或工业生产上进行混合氨基酸的分离或制备法等在实验室或工业生产上进行混合氨基酸的分离或制备法等在实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来确 定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2、氨基酸的化学通性 (略)2、氨基酸的化学通性 (略)①①氨基的化学反应氨基的化学反应①①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 • 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个重要反应这是使氨基酸羧基活化的个重要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这是使氨基酸羧基活化的一一个重要反应个重要反应叠叠氮化反应氮化反应：：常作常作为多为多肽肽合成合成活活性性中中间体，间体，活活化化羧羧基氮化反应氮化反应常作肽活中常作肽活中活羧活羧脱羧反应脱羧反应脱羧反应脱羧反应：酶催化的反应：酶催化的反应：酶催化的反应：酶催化的反应成肽反应成肽反应：：是多肽和蛋白质是多肽和蛋白质生生物合成的物合成的基基本反应本反应成肽反应成肽反应是多肽和蛋白质物合成的本反应是多肽和蛋白质物合成的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。
②氨基酸的基团特殊反应茚三酮反应茚三酮反应米伦反应米伦反应 Mliion reaction • 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，加热后变成红色含有酪氨酸的酪氨酸与米伦试剂（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，加热后变成红色含有酪氨酸的蛋白质也有此反应蛋白质也有此反应；；蛋白质也有此反应蛋白质也有此反应；； 坂口反应坂口反应 Sakaguchi reaction • 在碱性溶液中，胍基与含有萘酚及次溴酸盐的试剂反应在碱性溶液中，胍基与含有萘酚及次溴酸盐的试剂反应 生成红色物质生成红色物质这是对于精氨酸专性较强这是对于精氨酸专性较强灵敏度较灵敏度较，，生成红色物质生成红色物质这是对于精氨酸专这是对于精氨酸专一一性较强性较强、、灵敏度较灵敏度较高的一个反应；高的一个反应； Pauly反应反应Pauly反应反应 • 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酪氨酸也有此反应；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酪氨酸也有此反应； 醛类反应醛类反应醛类反应醛类反应 • 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，此反应用于鉴定定色色氨氨酸；酸；定氨定氨 铅黑反应铅黑反应 • 胱氨酸和半胱氨酸被强碱破坏后，能放出硫化氢，与醋酸胱氨酸和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淀铅反应生成黑色的硫化铅沉淀铅反应生成黑色的硫化铅沉淀铅反应生成黑色的硫化铅沉淀。
二氨基酸的命名与分类二、氨基酸的命名与分类种蛋白质氨基酸在结构上的差别取决于侧链基团种蛋白质氨基酸在结构上的差别取决于侧链基团 的不的不• 20种蛋白质氨基酸在结构上的差别取决于侧链基团种蛋白质氨基酸在结构上的差别取决于侧链基团R的不的不 同通常根据同通常根据R基团的化学结构或性质将基团的化学结构或性质将20种氨基酸进行种氨基酸进行 分类分类分类分类1. 按其亲水性、疏水性可分为类别氨基酸类别氨基酸 亲水性氨亲水性氨羟脯氨酸羟脯氨酸 焦谷氨酸焦谷氨酸亲水性氨亲水性氨 基酸基酸D, E, H, K, Q, R, S, T, 羟脯氨酸羟脯氨酸, 焦谷氨酸焦谷氨酸疏水性氨疏水性氨氨基酸氨基酸氨基丙氨基丙疏水性氨疏水性氨 基酸基酸A, F, I, L, M, P, V, W, Y, α-氨基氨基丁丁酸酸, β-氨基丙氨基丙 氨酸氨酸, 正亮氨酸正亮氨酸未定类未定类C和和G2、根据氨基酸分子中所含氨基和羧基数目的不同，将氨基 酸分为中性氨基酸、酸性氨基酸和碱性氨基酸类别氨基酸特点甘氨酸、丙氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、类别氨基酸特点甘氨酸、丙氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、 缬氨酸缬氨酸胱氨酸胱氨酸半胱氨酸半胱氨酸甲硫氨甲硫氨这类氨基酸分子中这类氨基酸分子中中性氨 基酸中性氨 基酸缬氨酸缬氨酸、、胱氨酸胱氨酸、、半胱氨酸半胱氨酸、、甲硫氨甲硫氨 酸、苏氨酸、丝氨酸、苯丙氨酸、酪氨 酸、色氨酸、脯氨酸、蛋氨酸和羟脯氨酸、苏氨酸、丝氨酸、苯丙氨酸、酪氨 酸、色氨酸、脯氨酸、蛋氨酸和羟脯氨这类氨基酸分子中这类氨基酸分子中 只含有一个氨基和 一个羧基只含有一个氨基和 一个羧基 酸酸性氨酸酸性氨谷氨酸谷氨酸天门冬氨酸天门冬氨酸这类氨基酸分子中这类氨基酸分子中 含有含有一一个氨基和二个氨基和二基酸基酸谷氨酸谷氨酸、、天门冬氨酸天门冬氨酸含有个氨基和二含有个氨基和二 个羧基这类氨基酸的分子个羧基这类氨基酸的分子碱性氨 基酸赖氨酸、精氨酸、组氨酸中含二氨基一羧 基；组氨酸具氮 环，呈弱碱性，也碱性氨 基酸赖氨酸、精氨酸、组氨酸中含二氨基一羧 基；组氨酸具氮 环，呈弱碱性，也 属碱性氨基酸。
属碱性氨基酸3.根据氨基酸的极性分类根据氨基酸的极性分类类别类别氨基酸氨基酸类别类别氨基酸氨基酸非极性非极性甘氨酸、丙氨酸、缬氨酸、亮氨甘氨酸、丙氨酸、缬氨酸、亮氨 酸酸异亮氨酸异亮氨酸苯丙氨酸苯丙氨酸脯氨脯氨非极性非极性 氨基酸氨基酸酸酸、、异亮氨酸异亮氨酸、、苯丙氨酸苯丙氨酸、、脯氨脯氨 酸酸 色氨酸色氨酸酪氨酸酪氨酸丝氨酸丝氨酸半胱半胱极性中性 氨基酸极性中性 氨基酸色氨酸色氨酸、、酪氨酸酪氨酸、、丝氨酸丝氨酸、、半胱半胱 氨酸、蛋氨酸、天冬酰胺、谷氨氨酸、蛋氨酸、天。