精選氨基酸及氨基酸類藥物講義

（優(yōu)選）氨基酸及氨基酸類藥物當(dāng)前第1頁\共有156頁\編于星期三\12點

第五章氨基酸及氨基酸類藥物當(dāng)前第2頁\共有156頁\編于星期三\12點氨基酸的分類,結(jié)構(gòu)和性質(zhì)

氨基酸的化學(xué)反應(yīng)氨基酸及其衍生物在醫(yī)藥中的應(yīng)用氨基酸類藥物的生產(chǎn)方法主要內(nèi)容當(dāng)前第3頁\共有156頁\編于星期三\12點掌握氨基酸的分類和結(jié)構(gòu)特點

掌握氨基酸的性質(zhì)熟悉氨基酸在醫(yī)藥中的應(yīng)用了解氨基酸類藥物的生產(chǎn)方法目的要求當(dāng)前第4頁\共有156頁\編于星期三\12點氨基酸---蛋白質(zhì)的構(gòu)件分子當(dāng)前第5頁\共有156頁\編于星期三\12點氨基酸結(jié)構(gòu)當(dāng)前第6頁\共有156頁\編于星期三\12點除甘氨酸和脯氨酸外，其他均具有如下結(jié)構(gòu)通式。第一節(jié)氨基酸的結(jié)構(gòu)和分類各種氨基酸的區(qū)別在于側(cè)鏈R基的不同。20種基本氨基酸按R的極性可分為非極性氨基酸、極性氨基酸、酸性氨基酸和堿性氨基酸。-氨基酸可變部分不變部分當(dāng)前第7頁\共有156頁\編于星期三\12點二十種常見蛋白質(zhì)氨基酸的分類、結(jié)構(gòu)及三字符號

據(jù)營養(yǎng)學(xué)分類

必需ＡＡ非必需ＡＡ據(jù)R基團化學(xué)結(jié)構(gòu)分類

脂肪族ＡA（中性、含羥基或巰基、酸性、堿性）芳香族ＡA(Phe、Tyr、Trp)雜環(huán)ＡＡ(His、Pro)據(jù)R基團極性分類極性R基團AA非極性R基團AA（８種）丙,纈,亮,異,苯,甲,脯,色不帶電荷（７種）絲,蘇,天,谷,酪,半,甘帶電荷：正電荷（３種）負(fù)電荷（２種）據(jù)氨基、羧基數(shù)分類一氨基一羧基ＡＡ一氨基二羧基ＡＡ(Glu、Asp)二氨基一羧基ＡＡ(Lys、His、Arg)

人的必需氨基酸LysTrpPheValMetLeuIleThr

Arg、His當(dāng)前第8頁\共有156頁\編于星期三\12點氨基酸的結(jié)構(gòu)

甘氨酸

Glycine

脂肪族氨基酸當(dāng)前第9頁\共有156頁\編于星期三\12點HydrophobicaliphaticaminoacidsGly:甘氨酸(G)HH2NCOOHHCglycine當(dāng)前第10頁\共有156頁\編于星期三\12點氨基酸的結(jié)構(gòu)

脂肪族氨基酸丙氨酸

Alanine當(dāng)前第11頁\共有156頁\編于星期三\12點HydrophobicaliphaticaminoacidsAla:丙氨酸(A)CH3H2NCOOHHCalanine當(dāng)前第12頁\共有156頁\編于星期三\12點氨基酸的結(jié)構(gòu)

纈氨酸

Valine

脂肪族氨基酸當(dāng)前第13頁\共有156頁\編于星期三\12點HydrophobicaliphaticaminoacidsVal:纈氨酸(V)HH3CCCH3H2NCCOOHHvaline當(dāng)前第14頁\共有156頁\編于星期三\12點氨基酸的結(jié)構(gòu)

亮氨酸

Leucine

脂肪族氨基酸當(dāng)前第15頁\共有156頁\編于星期三\12點HydrophobicaliphaticaminoacidsLeu:亮氨酸(L)HH3CCCH3CH2H2NCCOOHHleucine當(dāng)前第16頁\共有156頁\編于星期三\12點氨基酸的結(jié)構(gòu)

異亮氨酸

Ileucine

脂肪族氨基酸當(dāng)前第17頁\共有156頁\編于星期三\12點HydrophobicaliphaticaminoacidsisoleucinIle:異亮氨酸(I)

CH3CH2H3CCHH2NCCOOHH當(dāng)前第18頁\共有156頁\編于星期三\12點氨基酸的結(jié)構(gòu)

脯氨酸

Proline

亞氨基酸當(dāng)前第19頁\共有156頁\編于星期三\12點HydrophobicaliphaticaminoacidsHH2CCH2CH2CNCOOHHprolinePro:脯氨酸(P)當(dāng)前第20頁\共有156頁\編于星期三\12點氨基酸的結(jié)構(gòu)

甲硫氨酸

Methionine

含硫氨基酸當(dāng)前第21頁\共有156頁\編于星期三\12點HydrophobicaliphaticaminoacidsCH3SCH2CH2H2NCCOOHHmethionineMet:甲硫氨酸(M)當(dāng)前第22頁\共有156頁\編于星期三\12點氨基酸的結(jié)構(gòu)

半胱氨酸

Cysteine含硫氨基酸當(dāng)前第23頁\共有156頁\編于星期三\12點HydrophobicaliphaticaminoacidsS-HCH2H2NCCOOHHCysteineCys:半胱氨酸(C)當(dāng)前第24頁\共有156頁\編于星期三\12點Cystine當(dāng)前第25頁\共有156頁\編于星期三\12點氨基酸的結(jié)構(gòu)

芳香族氨基酸苯丙氨酸Phenylalanine當(dāng)前第26頁\共有156頁\編于星期三\12點HydrophobicaromaticaminoacidsPhe:苯丙氨酸(F)CH2+H3NCHCOOPhenylalanine苯環(huán)當(dāng)前第27頁\共有156頁\編于星期三\12點氨基酸的結(jié)構(gòu)

芳香族氨基酸酪氨酸Tyrosine當(dāng)前第28頁\共有156頁\編于星期三\12點HydrophobicaromaticaminoacidsTyr:酪氨酸(Y)CH2+H3NCHCOOOHTyrosine酚基當(dāng)前第29頁\共有156頁\編于星期三\12點氨基酸的結(jié)構(gòu)

芳香族氨基酸色氨酸Trytophan當(dāng)前第30頁\共有156頁\編于星期三\12點HydrophobicaromaticaminoacidsTrp:色氨酸(W)COONHCH2CHH3NTrptophan吲哚基當(dāng)前第31頁\共有156頁\編于星期三\12點氨基酸的結(jié)構(gòu)

堿性氨基酸精氨酸

Arginine當(dāng)前第32頁\共有156頁\編于星期三\12點PolarchargedaminoacidsArg:精氨酸(R)NH2CNH2NHCH2CH2CH2H3NCHCOOArginine當(dāng)前第33頁\共有156頁\編于星期三\12點氨基酸的結(jié)構(gòu)

堿性氨基酸賴氨酸

Lysine當(dāng)前第34頁\共有156頁\編于星期三\12點PolarchargedaminoacidsLys:賴氨酸(K)NH3+CH2CH2CH2CH2H3NCHCOOLysine當(dāng)前第35頁\共有156頁\編于星期三\12點氨基酸的結(jié)構(gòu)

堿性氨基酸組氨酸

Histidine當(dāng)前第36頁\共有156頁\編于星期三\12點PolarchargedaminoacidsHis:組氨酸(H)CH2H3NCHCOONH+HNHistidine咪唑基當(dāng)前第37頁\共有156頁\編于星期三\12點氨基酸的結(jié)構(gòu)

天冬氨酸

Aspartate

酸性氨基酸當(dāng)前第38頁\共有156頁\編于星期三\12點PolarchargedaminoacidsCOO-+H3NCHCH2COO-` AspartateAsp:天冬氨酸(D)當(dāng)前第39頁\共有156頁\編于星期三\12點氨基酸的結(jié)構(gòu)

谷氨酸

Glutamate

酸性氨基酸當(dāng)前第40頁\共有156頁\編于星期三\12點PolarchargedaminoacidsGlu:谷氨酸(E)O+NH3CHCO-CH2CH2COO-Glutamate當(dāng)前第41頁\共有156頁\編于星期三\12點氨基酸的結(jié)構(gòu)

絲氨酸

Serine

含羥基氨基酸當(dāng)前第42頁\共有156頁\編于星期三\12點PolarunchargedaminoacidsOHCH2H2NCCOOHHSerineSer:絲氨酸(S)當(dāng)前第43頁\共有156頁\編于星期三\12點氨基酸的結(jié)構(gòu)

蘇氨酸

Threonine

含羥基氨基酸當(dāng)前第44頁\共有156頁\編于星期三\12點PolarunchargedaminoacidsThr:蘇氨酸(T)+H3NCCOO-CHOHCH3

Threonine當(dāng)前第45頁\共有156頁\編于星期三\12點氨基酸的結(jié)構(gòu)

天冬酰胺Asparagine

含酰胺氨基酸當(dāng)前第46頁\共有156頁\編于星期三\12點PolarunchargedaminoacidsAsn:天冬酰胺(N)+H3NCHCOO-CH2CONH2Asparagine當(dāng)前第47頁\共有156頁\編于星期三\12點氨基酸的結(jié)構(gòu)

谷氨酰胺

Glutamine

含酰胺氨基酸當(dāng)前第48頁\共有156頁\編于星期三\12點PolarunchargedaminoacidsONH2CCH2CH2H2NCCOOHHGlutamineGln:谷氨酰胺(Q)當(dāng)前第49頁\共有156頁\編于星期三\12點當(dāng)前第50頁\共有156頁\編于星期三\12點生物體內(nèi)的氨基酸類別蛋白質(zhì)氨基酸：蛋白質(zhì)中常見的20種氨基酸稀有的蛋白質(zhì)氨基酸：蛋白質(zhì)組成中，除上述20種常見氨基酸外，從少數(shù)蛋白質(zhì)中還分離出一些稀有氨基酸，它們都是相應(yīng)常見氨基酸的衍生物。如4-羥脯氨酸、5-羥賴氨酸等。非蛋白質(zhì)氨基酸：生物體內(nèi)呈游離或結(jié)合態(tài)的氨基酸。當(dāng)前第51頁\共有156頁\編于星期三\12點幾種重要的不常見氨基酸在少數(shù)蛋白質(zhì)中分離出一些不常見的氨基酸，通常稱為不常見蛋白質(zhì)氨基酸。這些氨基酸都是由相應(yīng)的基本氨基酸衍生而來的。其中重要的有4-羥基脯氨酸、5-羥基賴氨酸、N-甲基賴氨酸、和3,5-二碘酪氨酸等。這些不常見蛋白質(zhì)氨基酸的結(jié)構(gòu)如下。當(dāng)前第52頁\共有156頁\編于星期三\12點

*營養(yǎng)必需氨基酸：體內(nèi)需要但不能自身合成，必須由食物供給的氨基酸。包括8種：◆非必需氨基酸◆精氨酸、組氨酸，人體能合成，但量少，長期缺乏,導(dǎo)致負(fù)氮平衡。甲、色、賴、纈、異、亮、苯、蘇；

假設(shè)來寫一兩本書甲硫氨酸（Met）色氨酸（Trp）賴氨酸（Lys）纈氨酸（Val）異亮氨酸（Ile）亮氨酸（Leu）苯丙氨酸（Phe）蘇氨酸（Thr當(dāng)前第53頁\共有156頁\編于星期三\12點物理性質(zhì)化學(xué)性質(zhì)第二節(jié)氨基酸的性質(zhì)當(dāng)前第54頁\共有156頁\編于星期三\12點

常見氨基酸均為無色結(jié)晶,其形狀因構(gòu)型而異溶解性：各種氨基酸在水中的溶解度差別很大，并能溶解于稀酸或稀堿中，但不能溶解于有機溶劑。通常酒精能把氨基酸從其溶液中沉淀析出。(2)熔點：氨基酸的熔點極高，一般在200℃以上。(3)味感：其味隨不同氨基酸有所不同，有的無味、有的為甜、有的味苦，谷氨酸的單鈉鹽有鮮味，是味精的主要成分。一氨基酸的物理性質(zhì)當(dāng)前第55頁\共有156頁\編于星期三\12點(4)氨基酸的光吸收構(gòu)成蛋白質(zhì)的20種氨基酸在可見光區(qū)都沒有光吸收，但在遠(yuǎn)紫外區(qū)(<220nm)均有光吸收。在近紫外區(qū)(220-300nm)只有酪氨酸、苯丙氨酸和色氨酸有吸收光的能力。酪氨酸的max＝275nm，275=1.4x103;苯丙氨酸的max＝257nm，257=2.0x102;色氨酸的max＝280nm，280=5.6x103;當(dāng)前第56頁\共有156頁\編于星期三\12點

酪氨酸的max＝275nm，275=1.4x103;苯丙氨酸的max＝257nm，257=2.0x102;色氨酸的max＝280nm，280=5.6x103;氨基酸的光吸收當(dāng)前第57頁\共有156頁\編于星期三\12點(5)氨基酸的旋光性當(dāng)光波通過尼克爾棱鏡時,由于棱鏡的結(jié)構(gòu)只允許沿某一平面振動的光波通過,其它光波都被阻斷,這種光稱平面偏振光.當(dāng)平面偏振光通過旋光物質(zhì)溶液時,光的偏振面會向右或向左旋轉(zhuǎn).除甘氨酸外，氨基酸均含有一個手性-碳原子，因此都具有旋光性。當(dāng)前第58頁\共有156頁\編于星期三\12點BasicStructureofanaminoacid當(dāng)前第59頁\共有156頁\編于星期三\12點

COO-NH3+CHRCOO-HCNH3+

RL-AminoacidD-AminoacidThetwoenantiomers當(dāng)前第60頁\共有156頁\編于星期三\12點Thetwoenantiomers當(dāng)前第61頁\共有156頁\編于星期三\12點二氨基酸的化學(xué)性質(zhì)氨基酸的離解和等電點氨基酸的化學(xué)反應(yīng)當(dāng)前第62頁\共有156頁\編于星期三\12點氨基酸的離解性質(zhì)氨基酸在結(jié)晶形態(tài)或在水溶液中，并不是以游離的羧基或氨基形式存在，而是離解成兩性離子。在兩性離子中，氨基是以質(zhì)子化(-NH3+)形式存在，羧基是以離解狀態(tài)(-COO-)存在。在不同的pH條件下，兩性離子的狀態(tài)也隨之發(fā)生變化。PH1710凈電荷+10-1正離子兩性離子負(fù)離子

等電點pI當(dāng)前第63頁\共有156頁\編于星期三\12點氨基酸的等電點

當(dāng)溶液濃度為某一pH值時，氨基酸分子中所含的-NH3+和-COO-數(shù)目正好相等，凈電荷為0。這一pH值即為氨基酸的等電點，簡稱pI。在等電點時，氨基酸既不向正極也不向負(fù)極移動，即氨基酸處于兩性離子狀態(tài)。中性氨基酸的解離：A+A0A-Ka1Ka2

側(cè)鏈不含離解基團的中性氨基酸，其等電點是它的pKa1和pKa2的算術(shù)平均值：pI=(pKa1+pKa2)/2當(dāng)前第64頁\共有156頁\編于星期三\12點氨基酸的兩性解離性質(zhì)及等電點

pH=pI

凈電荷=0pH<pI凈電荷為正pH>pI凈電荷為負(fù)CHRCOOHNH3+CHRCOONH2CHRCOONH3++H++OH-+H++OH-(pK′1)(pK′2)

當(dāng)氨基酸溶液在某一定pH值時，使某特定氨基酸分子上所帶正負(fù)電荷相等，成為兩性離子，在電場中既不向陽極也不向陰極移動，此時溶液的pH值即為該氨基酸的等電點(isoelectricpoint，pI)。當(dāng)前第65頁\共有156頁\編于星期三\12點酸性氨基酸和堿性氨基酸的等電點A+A0A-A2-Ka1Ka2Ka3A2+A+A0A-Ka1Ka2Ka3酸性氨基酸的解離：pI=(pKa1+pKa2)/2堿性氨基酸的解離：pI=(pKa2+pKa3)/2對于側(cè)鏈含有可解離基團的氨基酸，其pI值也決定于兩性離子兩邊的pK’值的算術(shù)平均值。當(dāng)前第66頁\共有156頁\編于星期三\12點

氨基酸等電點的計算

可見，氨基酸的pI值等于該氨基酸的兩性離子狀態(tài)兩側(cè)的基團pK′值之和的二分之一。pI=2pK′1+pK′2一氨基一羧基AA的等電點計算：pI=2pK′2+pK′3二氨基一羧基AA的等電點計算：pI=2pK′1+pK′2一氨基二羧基AA的等電點計算：當(dāng)前第67頁\共有156頁\編于星期三\12點二氨基酸的化學(xué)性質(zhì)1．-氨基參與的反應(yīng)（1）與甲醛發(fā)生羥甲基化反應(yīng)用途：可以用來直接測定氨基酸的濃度。NaOH滴定當(dāng)前第68頁\共有156頁\編于星期三\12點二氨基酸的化學(xué)性質(zhì)1．-氨基參與的反應(yīng)（2）與亞硝酸反應(yīng)用途：范斯來克法定量測定氨基酸的基本反應(yīng)。氨基酸的氨基在室溫下與亞硝酸作用生成氮氣當(dāng)前第69頁\共有156頁\編于星期三\12點二氨基酸的化學(xué)性質(zhì)在弱堿性溶液中，氨基酸的α-氨基很容易與2，4-二硝基氟苯（DNFB）作用，生成穩(wěn)定的黃色2，4-二硝基苯基氨基酸（簡寫為DNP-氨基酸）。

1．-氨基參與的反應(yīng)（3）

與2，4-二硝基氟苯的反應(yīng)

用途：用來鑒定多肽或蛋白質(zhì)的N末端氨基酸。

當(dāng)前第70頁\共有156頁\編于星期三\12點二氨基酸的化學(xué)性質(zhì)在弱堿性條件下，氨基酸中的α-氨基還可以與異硫氰酸苯酯（PITC）反應(yīng)，產(chǎn)生相應(yīng)的苯氨基硫甲酰氨基酸（PTC-氨基酸）。在無水酸中，PTC-氨基酸即環(huán)化為苯硫乙內(nèi)酰脲（PTH），后者在酸中極穩(wěn)定。

1．-氨基參與的反應(yīng)（4）與異硫氰酸苯酯反應(yīng)

用途：用來鑒定多肽或蛋白質(zhì)的N末端氨基酸。

當(dāng)前第71頁\共有156頁\編于星期三\12點二氨基酸的化學(xué)性質(zhì)1．-氨基參與的反應(yīng)（5）?；磻?yīng)用途：用于肽鏈N端氨基酸標(biāo)記和微量氨基酸測定.酰化氨基酸的氨基與酰氯在弱堿中作用當(dāng)前第72頁\共有156頁\編于星期三\12點二氨基酸的化學(xué)性質(zhì)1．-氨基參與的反應(yīng)（6）烴基化反應(yīng)用途：是鑒定多肽N-端氨基酸的重要方法。包括環(huán)烴氨基酸的一個H原子可被烴基取代當(dāng)前第73頁\共有156頁\編于星期三\12點二氨基酸的化學(xué)性質(zhì)1．-氨基參與的反應(yīng)（7）生成西佛堿的反應(yīng)用途：是多種酶促反應(yīng)的中間過程。醛類化合物當(dāng)前第74頁\共有156頁\編于星期三\12點二氨基酸的化學(xué)性質(zhì)氨基酸氧化酶參與1．-氨基參與的反應(yīng)（8）脫氨基和轉(zhuǎn)氨基反應(yīng)用途：酶催化的反應(yīng)。當(dāng)前第75頁\共有156頁\編于星期三\12點二氨基酸的化學(xué)性質(zhì)

氨基酸與堿作用生成相應(yīng)的鹽。氨基酸的堿金屬鹽能溶于水,而重金屬鹽則不溶于水。2．

-羧基參與的反應(yīng)（1）成鹽反應(yīng)用途：當(dāng)前第76頁\共有156頁\編于星期三\12點二氨基酸的化學(xué)性質(zhì)11．-氨基參與的反應(yīng)（2）形成酯的反應(yīng)用途：是合成氨基酸?；苌锏闹匾虚g體。2．

-羧基參與的反應(yīng)當(dāng)羧基成酯或鈉鹽后,羧基活性被掩蔽,而氨基活性加強,容易與?；驘N基結(jié)合當(dāng)前第77頁\共有156頁\編于星期三\12點二氨基酸的化學(xué)性質(zhì)1（3）形成酰鹵的反應(yīng)用途：這是使氨基酸羧基活化的一個重要反應(yīng)。2．

-羧基參與的反應(yīng)氨基保護后,羧基才能與二氯亞砜,五氯化磷等作用生成酰氯當(dāng)前第78頁\共有156頁\編于星期三\12點二氨基酸的化學(xué)性質(zhì)（4）疊氮化反應(yīng)用途：常作為多肽合成活性中間體。2．

-羧基參與的反應(yīng)氨基通過?；Ｗo,羧基酯化然后與肼,亞硝酸等反應(yīng)當(dāng)前第79頁\共有156頁\編于星期三\12點二氨基酸的化學(xué)性質(zhì)（5）脫羧反應(yīng)用途：酶催化的反應(yīng)。2．

-羧基參與的反應(yīng)脫羧酶參與當(dāng)前第80頁\共有156頁\編于星期三\12點二氨基酸的化學(xué)性質(zhì)1(1)與茚三酮反應(yīng)用途：常用于氨基酸的定性或定量分析。3．-氨基和羧基共同參與的反應(yīng)茚三酮水合茚三酮紫色當(dāng)前第81頁\共有156頁\編于星期三\12點二氨基酸的化學(xué)性質(zhì)1（2）成肽反應(yīng)用途：是多肽和蛋白質(zhì)生物合成的基本反應(yīng)。3．-氨基和羧基共同參與的反應(yīng)當(dāng)前第82頁\共有156頁\編于星期三\12點側(cè)鏈基團的化學(xué)性質(zhì)(1)巰基（-SH）的性質(zhì)1作用：這些反應(yīng)可用于巰基的保護。與碘乙酸等鹵化烷反應(yīng)當(dāng)前第83頁\共有156頁\編于星期三\12點4．側(cè)鏈基團的化學(xué)性質(zhì)(1)巰基（-SH）的性質(zhì)作用：與金屬離子的螯合性質(zhì)可用于體內(nèi)解毒。與對汞苯甲酸的反應(yīng)當(dāng)前第84頁\共有156頁\編于星期三\12點4．側(cè)鏈基團的化學(xué)性質(zhì)(1)巰基（-SH）的性質(zhì)作用：氧化還原反應(yīng)可使蛋白質(zhì)分子中二硫鍵形成或端裂。胱氨酸當(dāng)前第85頁\共有156頁\編于星期三\12點4．側(cè)鏈基團的化學(xué)性質(zhì)(1)巰基（-SH）的性質(zhì)作用：可用于比色法定量測定半胱氨酸的含量。硝基苯甲酸二硫化合物(DTNB)pH8.0時,412nm光吸收當(dāng)前第86頁\共有156頁\編于星期三\12點4．側(cè)鏈基團的化學(xué)性質(zhì)（2）羥基的性質(zhì)1作用：可用于修飾蛋白質(zhì)。二異丙基氟磷酸酯當(dāng)前第87頁\共有156頁\編于星期三\12點4．側(cè)鏈基團的化學(xué)性質(zhì)（3）咪唑基的性質(zhì)組氨酸含有咪唑基，它的pK2值為6.0，在生理條件下具有緩沖作用。組氨酸中的咪唑基能夠發(fā)生多種化學(xué)反應(yīng)?？梢耘cATP發(fā)生磷?；磻?yīng)，形成磷酸組氨酸，從而使酶活化。組氨酸的咪唑基也能發(fā)生烷基化反應(yīng)。生成烷基咪唑衍生物，并引起酶活性的降低或喪失作用：。當(dāng)前第88頁\共有156頁\編于星期三\12點為了測定蛋白質(zhì)中氨基酸組成或從蛋白質(zhì)水解液中制取氨基酸,需要對氨基酸混合液進行分析與分離.(一)分配層析(二)離子交換層析(三)高效液相層析第三節(jié)氨基酸的分離與分析當(dāng)前第89頁\共有156頁\編于星期三\12點原理：主要根據(jù)被分析的樣品（如aa混合物）在兩種互不相溶的溶劑中分配系數(shù)的不同而達到分離的目的.分配系數(shù)Kd=CACBCA：一種物質(zhì)在A相（流動相）中的濃度CB：一種物質(zhì)在B相（固定相）中的濃度(一)分配層析法：當(dāng)前第90頁\共有156頁\編于星期三\12點（1）紙層析

單向紙層析圖Rf值

當(dāng)前第91頁\共有156頁\編于星期三\12點紙層析★在流動相中分配系數(shù)越大，移動越快。固定相：吸附水流動相：丁醇、醋酸、水分配系數(shù)★基本步驟：點樣、展層、現(xiàn)色、定性（定量）當(dāng)前第92頁\共有156頁\編于星期三\12點雙向紙層析圖當(dāng)前第93頁\共有156頁\編于星期三\12點（2）薄層層析

★支持劑：纖維素粉、硅膠、氧化鋁粉★基本步驟：鋪板、點樣、展層、現(xiàn)色、定性（定量）當(dāng)前第94頁\共有156頁\編于星期三\12點(二)離子交換層析法

原理：分離氨基酸時，用離子交換樹脂作為支持物，利用離子交換樹脂上的活性基團與溶液中的離子進行交換反應(yīng)，由于各種離子交換能力不同，與樹脂結(jié)合的牢固程度就不同，在洗脫過程中，各種離子以不同的速度移動，從而達到分離的目的。這種分離主要與各種離子所帶電荷有關(guān)，在電荷相同時，與極性，非極性有關(guān)。當(dāng)前第95頁\共有156頁\編于星期三\12點離子交換樹脂：

化學(xué)本質(zhì)：是一種人工合成的聚苯乙烯一苯二乙烯組成的具有網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的高分子聚合物。陽離子交換樹脂：活性基團是酸性的，如磺酸基-SO3H（強酸型），羧基-COOH（弱酸型）陰離子交換樹脂：活性基團是堿性的，如季胺基-N+(CH3)3OH-

當(dāng)前第96頁\共有156頁\編于星期三\12點各種樹脂與氨基酸的作用當(dāng)前第97頁\共有156頁\編于星期三\12點離子交換層析分離氨基酸混合物常使用強酸型陽離子交換樹脂.在交換柱中,樹脂先用堿處理成鈉型,將氨基酸混合液(pH2--3)上柱.此時氨基酸主要以陽離子形式存在,掛在樹脂上.其靜電吸引大小依次為堿性氨基酸>中性氨基酸>酸性氨基酸.逐步提高pH值和鹽濃度,可將氨基酸以不同的速度洗脫下來.自動化的氨基酸分析儀的作用原理與此相似.只是用到茚三酮(儀器靈敏度10-9mol)

OPA（鄰苯二甲醛），熒光胺(靈敏度10-12mol)顯色劑。當(dāng)前第98頁\共有156頁\編于星期三\12點當(dāng)前第99頁\共有156頁\編于星期三\12點氨基酸與樹脂上解離基團之間的靜電引力氨基酸與樹脂基質(zhì)聚苯乙烯之間的疏水作用當(dāng)前第100頁\共有156頁\編于星期三\12點(3)高效液相層析（highperformanceliguidchromatography,HPLC）HPLC的特點:ⅰ使用的固定相支持顆粒很細(xì),而且表面積很大.ⅱ溶劑系統(tǒng)采用高壓,洗脫速度增大.HPLC可使氨基酸分析的靈敏度達到10-12mol水平。當(dāng)前第101頁\共有156頁\編于星期三\12點第四節(jié)氨基酸在醫(yī)藥上的應(yīng)用

在人體正常代謝過程中缺乏某一種氨基酸即會導(dǎo)致整個有機體代謝紊亂，氨基酸已成為維持人體營養(yǎng)和治療很多疾病的醫(yī)療藥物。醫(yī)藥是氨基酸相對用量不大但品種最多的一個部門，目前世界上用于藥物的氨基酸及氨基酸衍生物的品種達100多種

當(dāng)前第102頁\共有156頁\編于星期三\12點氨基酸及其衍生物在醫(yī)藥中的應(yīng)用《中國藥典》收載的氨基酸類品種，1953年版和1960年版均為零；1977年版有4種；1985年版減為3種；1990年版增為5種；1995年版增至l2種；1998年又增補至26種?，F(xiàn)行的2000年版收載了1995年版增補后的全部，即原料藥22種，制劑4種。原料藥包括除谷氨酰胺和門冬酰胺外所有組成人機體蛋白質(zhì)的氨基酸或其鹽類。制劑則為谷氨酸片、谷氨酸鈉注射液、谷氨酸鉀注射液及鹽酸精氨酸注射液。當(dāng)前第103頁\共有156頁\編于星期三\12點1998年國家衛(wèi)生部頒布的生化藥品標(biāo)準(zhǔn)中的氨基酸類，除已收入《中國藥典》2000年版者外，還有門冬氨酸鉀鎂口服液、復(fù)方氨基酸注射液、鹽酸賴氨酸顆粒等9種制劑。近來，國家藥品監(jiān)督管理局已頒布標(biāo)準(zhǔn)的品種有甲硫氨酸片等，待頒布的有復(fù)方氨基酸顆粒、復(fù)方賴氨酸顆粒、胱氨酸片及門冬氨酸鉀鎂片等。氨基酸及其衍生物在醫(yī)藥中的應(yīng)用當(dāng)前第104頁\共有156頁\編于星期三\12點我國氨基酸類藥物的發(fā)展

我國氨基酸類藥近l0年雖發(fā)展迅速，但與發(fā)達國家比較，無論在品種、產(chǎn)量或開發(fā)能力上，均有較大差距，不能滿足市場需求。目前，我國進口的近200種生化藥中，氨基酸類約占1／4，其中制劑品種略多于原料藥，制劑中近一半為大輸液。這也說明我國氨基酸類藥有著廣闊發(fā)展前途。當(dāng)前第105頁\共有156頁\編于星期三\12點氨基酸的應(yīng)用1，醫(yī)藥工業(yè)

氨基酸輸液

必需氨基酸：蘇氨酸、纈氨酸、亮氨酸、異亮氨酸、賴氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、蛋氨酸半必需氨基酸：精氨酸、組氨酸是幼兒所必需的。當(dāng)前第106頁\共有156頁\編于星期三\12點復(fù)合結(jié)晶氨基酸輸液所謂氨基酸輸液，是各種氨基酸按一定比例和要求，也就是模式配合組成的一種靜脈注射液，根據(jù)模式不同，氨基酸輸液可分為不同類型。氨基酸輸液在我國發(fā)展極為迅速，1994年全國各種氨基酸輸液只1000萬瓶，1996年則上升到6000萬瓶，到2000年已達到1億瓶以上。當(dāng)前第107頁\共有156頁\編于星期三\12點氨基酸的藥用概況供作營養(yǎng)劑：作為機體合成蛋白質(zhì)和其他含氮生物分子的原料，氨基酸制劑廣泛用于手術(shù)前后、創(chuàng)傷、燒傷或其他原因造成的營養(yǎng)不良和氮平衡失調(diào)等情況。由于不同傷病對氨基酸的需求和利用能力不同，因而有各種不同的營養(yǎng)型氨基酸制劑。例如復(fù)方氨基酸注射液(17AA)所含氨基酸的種類、必需氨基酸與非必需氨基酸的比值及各種氨基酸的量均恰當(dāng)?shù)嘏湮?，適用于手術(shù)、嚴(yán)重創(chuàng)傷、大面積燒傷所引起的嚴(yán)重營養(yǎng)惡化及各種疾病引起的低蛋白血癥等。又如復(fù)方氨基酸注射液(9AA)，所含必需氨基酸能滿足身體需要，使蛋白質(zhì)合成增加而分解減少。分解代謝產(chǎn)物減少，可減輕腎小球過度濾過，延緩腎衰進展，用于慢性腎功能衰竭。當(dāng)前第108頁\共有156頁\編于星期三\12點要素膳及氨基酸口服液要素膳是一種含氨基酸營養(yǎng)素，不需或稍經(jīng)消化即可吸收的無渣膳食，可供口服與管飼之用。它比靜脈營養(yǎng)簡便、經(jīng)濟、安全而又符合生理狀態(tài)，是近代臨床營養(yǎng)上的重大進展。氨基酸口服液發(fā)展迅速，用結(jié)晶的L型氨基酸按FAO/WHO模式配制的產(chǎn)品，國內(nèi)市場已有產(chǎn)品銷售。當(dāng)前第109頁\共有156頁\編于星期三\12點氨基酸類藥物右旋糖酐氨基酸：是營養(yǎng)性血容量補充藥，用于治療兼有蛋白質(zhì)缺乏的血容量減少的病人當(dāng)前第110頁\共有156頁\編于星期三\12點氨基酸類藥物17種復(fù)合結(jié)晶氨基酸注射液(營養(yǎng)藥物)：主要成分：復(fù)合結(jié)晶氨基酸。適用于手術(shù)、嚴(yán)重創(chuàng)傷、大面積燒傷引起的氨基酸缺乏以及各種疾病引起的低蛋白血癥等。當(dāng)前第111頁\共有156頁\編于星期三\12點幾種氨基酸的特殊應(yīng)用天冬氨酸：天冬氨酸與細(xì)胞親和力強，有助于鉀進入細(xì)胞內(nèi)，故其鉀鹽糾正細(xì)胞內(nèi)缺鉀較其他鉀鹽快。天冬氨酸：鉀鎂鹽可用于恢復(fù)疲勞；治療低鉀癥心臟病、肝病、糖尿病等。當(dāng)前第112頁\共有156頁\編于星期三\12點幾種氨基酸的特殊應(yīng)用組氨酸：可擴張血管，降低血壓，用于心絞痛，心功能不全等疾病的治療。當(dāng)前第113頁\共有156頁\編于星期三\12點幾種氨基酸的特殊應(yīng)用谷氨酸正常生理狀態(tài)下，血氨的來源與去路保持動態(tài)平衡，血氨濃度處于較低水平。在肝中合成尿素是維持這種平衡的關(guān)鍵。當(dāng)肝功能嚴(yán)重?fù)p傷時，血氨濃度升高。而較多的氨進入腦組織后，可引起大腦功能障礙。因為氨也可與谷氨酸結(jié)合生成無毒的谷氨酰胺而運出腦外，故谷氨酸是用于防治肝性昏迷的藥物。用于治療阿爾茨海默病。谷氨酸對肝病的高血氨癥有一定療效。中藥（如羚羊角、阿膠、半夏等）中也有存在。

當(dāng)前第114頁\共有156頁\編于星期三\12點幾種氨基酸的特殊應(yīng)用纈氨酸、亮氨酸、異亮氨酸這三種支鏈氨基酸在肝外分解代謝。當(dāng)肝功能衰竭時，酪氨酸、苯丙氨酸等芳香族氨基酸分解減少，血中濃度增高，支鏈與芳香族氨基酸比值降低。較多的芳香族氨基酸會影響中樞神經(jīng)系統(tǒng)的傳導(dǎo)功能和促進肝性腦病的發(fā)生。補充支鏈氮基酸，可糾正嚴(yán)重肝病時氨基酸的紊亂，用于慢性肝硬化。當(dāng)前第115頁\共有156頁\編于星期三\12點proteinNH3NH3ureaNormalmetabolism當(dāng)前第116頁\共有156頁\編于星期三\12點肝衰竭proteinNH3NH3urea×BloodNH3↑當(dāng)前第117頁\共有156頁\編于星期三\12點肝衰竭proteinNH3NH3urea×BloodNH3↑門-體分流NH3↑↑當(dāng)前第118頁\共有156頁\編于星期三\12點臨床表現(xiàn)由輕到重：性格行為輕微改變精神錯亂行為異?；杷杳援?dāng)前第119頁\共有156頁\編于星期三\12點幾種氨基酸的特殊應(yīng)用精氨酸：精氨酸參與鳥氨酸循環(huán)，促進尿素生成，可用于因血氨增高而引起的肝性腦病。但由于肝昏迷時，鳥氨酸循環(huán)所需的酶活性下降，治療作用不強。精氨酸影響多種激素的分泌，是所有氨基酸中促胰島素生成作用最強的，對糖尿病的防治有重要意義。它還能阻止促生長激素抑制素(somatostatin)的分泌而使人生長激素(HGH)水平增高。由于體內(nèi)合成的精氨酸量不足，對嬰幼兒進行補充是必需的。成年人適當(dāng)補充亦可增強免疫功能。當(dāng)前第120頁\共有156頁\編于星期三\12點幾種氨基酸的特殊應(yīng)用精氨酸不僅是精子蛋白的重要組成成分，也游離存在于精子中，因此可以治療由于缺精少精所致的男性不育癥。精氨酸是血管舒張因子NO的前體物質(zhì)，可使NO釋放增加而擴張血管，還能抑制血管緊張素Ⅱ轉(zhuǎn)化酶的活性，拮抗后者的血管收縮作用，因而具有降壓作用。動物實驗證實，大劑量精氨酸對腫瘤的誘導(dǎo)、發(fā)生和生長均有顯著的抑制作用。另據(jù)報道精氨酸有抗動脈粥樣硬化和對胃潰瘍保護治療的作用。研究了Arg與小劑量阿司匹林二者聯(lián)合使用能增強抗血小板聚集的效果，同時還能拮抗阿司匹林對胃黏膜損傷的不良反應(yīng)。當(dāng)前第121頁\共有156頁\編于星期三\12點幾種氨基酸的特殊應(yīng)用精氨酸(Arg)研究表明，Arg能改善心衰患者受損的內(nèi)皮依賴性血管舒張功能。其機制可能與通過Arg-NO合成途徑增加了N0的生成，同時NO抑制了內(nèi)皮素．因此，Arg還能減輕大鼠蛛網(wǎng)膜下腔出血后繼發(fā)性腦缺血并緩解腦血管痙攣，對高肺血量所致的肺血管結(jié)構(gòu)重建及肺動脈高壓有防治作用。與環(huán)孢素一同使用，可以明顯升高大鼠血中環(huán)孢素濃度，并減輕其對肝、腎、睪丸的毒性。精氨酸：對治療高氨血癥、肝機能障礙等疾病頗有效果。當(dāng)前第122頁\共有156頁\編于星期三\12點幾種氨基酸的特殊應(yīng)用賴氨酸：賴氨酸可提高人生長激素HGH水平，并與精氨酸焦谷氨酸酯(argininepyroglutamate)有協(xié)同作用。兩者合用可大大增加后者提高HGH水平的作用。賴氨酸是堿性成纖維細(xì)胞生長因子(bFGF)的主要成分。而bFGF能誘導(dǎo)腦細(xì)胞增生，阻止神經(jīng)元細(xì)胞衰亡，改善腦部血循環(huán)。賴氨酸殘基還是膽堿乙?；D(zhuǎn)移酶等多種酶的必需基團。這些酶催化大腦中生化反應(yīng)的進行，具有促進腦組織新陳代謝的作用，因此，賴氨酸可用于顱腦損傷綜合征、腦血管病、老年性腦萎縮及記憶衰退等。當(dāng)前第123頁\共有156頁\編于星期三\12點幾種氨基酸的特殊應(yīng)用色氨酸：色氨酸在人體內(nèi)可轉(zhuǎn)變?yōu)?-羥色胺(5-HT)，且是在大腦中唯一能轉(zhuǎn)變生成5-HT的物質(zhì)。5-HT在腦中可作為神經(jīng)遞質(zhì)，而與神經(jīng)系統(tǒng)的興奮與抑制狀態(tài)密切相關(guān)。5-HT降低，可引起睡眠功能障礙。在腦中，5-HT還可轉(zhuǎn)變?yōu)橥屎谒?melatonin)。褪黑素具有促進誘導(dǎo)自然睡眠的作用。顯然，色氨酸的代謝產(chǎn)物具有平衡心態(tài)和提高睡眠質(zhì)量的作用，可用于抑郁、焦慮、失眠等癥。在飲食中添加色氨酸可提高5-HT的水平，而色氨酸較其代謝產(chǎn)物經(jīng)濟易得。當(dāng)前第124頁\共有156頁\編于星期三\12點幾種氨基酸的特殊應(yīng)用甘氨酸(Gly)：以離體心臟為模型，觀察了Gly對內(nèi)毒素性心肌損傷的拮抗作用，發(fā)現(xiàn)Gly可以拮抗內(nèi)毒素性心肌損傷，這與其改善心肌功能狀態(tài)和減少自由基的生成有關(guān)。中藥（如羚羊角、阿膠等）中也有存在。當(dāng)前第125頁\共有156頁\編于星期三\12點幾種氨基酸的特殊應(yīng)用谷氨酰胺(Gin)：研究了Gin對電離輻射損害的保護作用。結(jié)果表明，飼以含2％Gin的飼料可糾正小劑量電離輻射導(dǎo)致的SD雄性大鼠的睪丸重量降低、精子畸變率增高、肝臟谷胱甘肽含量降低、外周血白細(xì)胞計數(shù)降低、血清Gin及谷氨酸+Gin含量降低等現(xiàn)象。慢性阻塞性肺病(COPD)合并營養(yǎng)不良患者服用Gin后，血中NO水平明顯升高及內(nèi)皮素一1明顯降低，表明Gln能改善COPD患者內(nèi)皮細(xì)胞功能，減輕患者癥狀，降低并發(fā)癥的風(fēng)險。Gin還能提高胃腸道腫瘤患者術(shù)后的細(xì)胞免疫功能，維持細(xì)胞因子之間的相對平衡，增強NK細(xì)胞活性，對患者的術(shù)后康復(fù)具有重要意義。當(dāng)前第126頁\共有156頁\編于星期三\12點幾種氨基酸的特殊應(yīng)用半胱氨酸：能促進毛發(fā)的生長，可用于治療禿發(fā)癥；甲酯鹽酸鹽可用于治療支氣管炎等；當(dāng)前第127頁\共有156頁\編于星期三\12點幾種氨基酸的特殊應(yīng)用N-乙酰半胱氨酸(NAC)：研究表明，NAC可以抑制哮喘氣道炎癥反應(yīng)，其作用是通過清除哮喘發(fā)病過程中增多的氧自由基、增加Clara細(xì)胞數(shù)量從而促進該細(xì)胞對一種相對分子質(zhì)量(M)為16000的蛋白質(zhì)——cc16的合成及分泌來實現(xiàn)。當(dāng)前第128頁\共有156頁\編于星期三\12點幾種氨基酸的特殊應(yīng)用?；撬?Tau)：研究表明，Tau對染鉛大鼠的生長發(fā)育和貧血有明顯的改善作用，其可能的機制是Tau降低了血鉛水平和拮抗鉛引起的脂質(zhì)過氧化損傷，同時還能部分地清除活性氧和防止細(xì)胞膜滲透性改變引起的氧化損傷，從而降低血液中的自由基濃度，延長紅細(xì)胞的壽命，增強酶的活性。Tau具有明顯的抗四氯化碳誘導(dǎo)的大鼠肝纖維化的作用，其機制是拮抗四氯化碳的肝毒性作用、抑制炎癥、保護肝細(xì)胞、抑制轉(zhuǎn)化生長因子的活性和誘導(dǎo)激活的肝星狀細(xì)胞凋亡。研究還表明，Tau可以有效抑制大鼠肝星狀細(xì)胞的脂質(zhì)過氧化物及羥脯氨酸的合成，并顯示出抑制肝星狀細(xì)胞增殖的作用，提示Tau可能在抗肝纖維化治療中作為抗氧化劑具有重要的價值。Tau還有抑制兔角膜基質(zhì)細(xì)胞增殖的作用，該研究結(jié)果對于防治準(zhǔn)分子激光屈光性角膜切削術(shù)后角膜上皮下霧狀混濁(haze)的形成具有意義，有望成為防治haze的藥物。當(dāng)前第129頁\共有156頁\編于星期三\12點幾種氨基酸的特殊應(yīng)用?；撬?Tau)：研究了Tau對缺血組織的影響。預(yù)防性注射Tau可以很好地拮抗心肌缺血大鼠Fas基因的過量表達，明顯降低心肌凋亡細(xì)胞指數(shù)，改善心肌缺血現(xiàn)象，其機制可能與Tau抑制胞內(nèi)鈣超載和清除氧自由基的作用有關(guān)。用局部腦缺血大鼠實驗發(fā)現(xiàn)，Tau可以增加缺血局部的腦血流量、縮小腦梗死體積、對急性腦缺血具有保護作用。因此，將Tau開發(fā)成治療缺血性疾病的藥物將具有很好的應(yīng)用前景。當(dāng)前第130頁\共有156頁\編于星期三\12點幾種氨基酸的特殊應(yīng)用?；撬?Tau)：研究了Tau對機體多方面的保護作用。采用次氯酸和(或)Tau孵育離體大鼠肝細(xì)胞核的方法，發(fā)現(xiàn)Tau可濃度依賴地拮抗次氯酸所引起的核苷三磷酸酶活性下降，這可能是Tau具有肝細(xì)胞保護的機制之一。Tau還可降低腎炎大鼠血小板活化因子水平，起到明顯的腎臟保護作用。對腎血管性高血壓大鼠左室肥厚，Tau也具有保護作用。研究還表明，Tau能降低實驗性高血壓大鼠的血壓，減輕大鼠肢體缺血再灌注后肺損傷的發(fā)生。通過抑制視細(xì)胞的凋亡，Tau對大鼠視網(wǎng)膜光損傷也有保護作用。補充Tau可促進仔鼠海馬蛋白質(zhì)、DNA和RNA的合成，提高幼鼠腦乙酰膽堿酯酶的活性，提示母體在妊娠和哺乳期間，宜提供適量Tan。當(dāng)前第131頁\共有156頁\編于星期三\12點幾種氨基酸的特殊應(yīng)用牛磺酸具有抗缺血再灌注損傷及抑制脂質(zhì)過氧化作用，并可提高內(nèi)源性超氧化物歧化酶(SOD)活性。臨床研究表明，治療前后靜滴精氨酸對治療性內(nèi)鏡逆行胰膽管造影后急性胰腺炎有明顯的預(yù)防作用。在皮炎濕疹類皮膚病治療中加用氨基酸螯合鈣可明顯提高療效。當(dāng)前第132頁\共有156頁\編于星期三\12點幾種氨基酸的特殊應(yīng)用羥脯氨酸(Hyp)：Hyp能明顯減輕營養(yǎng)性肥胖大鼠的體重，顯著減少體內(nèi)脂肪，降低血脂和全血黏度低切變速率，而且不是通過抑制食欲、減少進食所致。這對肥胖并伴有高血脂患者的減肥降脂具有潛在的應(yīng)用價值。Hyp還能促進小鼠骨折愈合。當(dāng)前第133頁\共有156頁\編于星期三\12點2，化學(xué)工業(yè)維生素B6:可采用丙氨酸或天冬氨酸為原料合成。葉酸：需要用谷氨酸為原料合成。氨基酸表面活性劑：酰基谷氨酸鈉、十六烷基-L-賴氨酰-L-賴氨酸甲酯二鹽酸、月桂酰-L-精氨酸乙酯鹽酸等具有較強的抗菌殺菌活性，且無刺激性。聚合氨基酸：聚谷氨酸甲酯可用于作為合成皮革的表面處理劑；聚天冬氨酸或聚谷氨酸的二烷基酯與磷酸高級烷基酯結(jié)合得到化合物可作為可塑劑，穩(wěn)定劑等。當(dāng)前第134頁\共有156頁\編于星期三\12點3，食品工業(yè)營養(yǎng)強化劑；谷氨酸鈉－味精；天冬氨酸鈉：可用于清涼飲料，能增加清涼感并使香味濃厚爽口；天冬氨酰苯丙氨酸甲酯：－甜味素APM當(dāng)前第135頁\共有156頁\編于星期三\12點4，農(nóng)業(yè)殺蟲劑：刀豆氨酸、5-羥色氨酸可使南方毛蟲拒食而死；半胱氨酸可殺死黃瓜蠅；甘氨酸乙酯衍生的二硫代磷酸鹽具有較強的殺蚜蟲和殺螨效果；殺菌劑：N-月桂酰纈氨酸可作為治療稻瘟??；-1，4環(huán)己二烯丙氨酸能抑制黑穗病毒、稻瘟病等；除草劑：如N-3,4二氮丙氨酸，硫代氨基酸酯等；當(dāng)前第136頁\共有156頁\編于星期三\12點5，化妝品工業(yè)氨基酸能調(diào)節(jié)皮膚pH的變動，對細(xì)菌的防護作用，也可作為皮膚、毛發(fā)的營養(yǎng)成分，增加皮膚、毛發(fā)的光澤。防止皮膚干燥的自然保濕因子的主要成分是甘氨酸、羥基丁氨酸、丙氨酸、天冬氨酸、絲氨酸等游離氨基酸。在化妝品中添加天冬氨