氨基酸类药物

1、 第八章第八章 生化药物制造工艺生化药物制造工艺定义定义： 运用生物化学研究方法，从生物体中经提取、分离、纯化等手段获得的天然存在的生化活性物质或将上述这些物质加以结构改造或人工合成创造出的自然界没有的新的活性物质，通称生化药( (Biochemicalmedicine) )。 分类分类:特点特点: : 第一节第一节 氨基酸类药物氨基酸类药物l氨基酸是构建生物机体的众多生物活性大分子之一，是氨基酸是构建生物机体的众多生物活性大分子之一，是构建细胞、修复组织的基础材料。构建细胞、修复组织的基础材料。 l氨基酸的平衡和适量的供应是人体健康的基本前提，任氨基酸的平衡和适量的供应是人体健康的基本前提，

2、任何一种氨基酸供应缺乏，都会影响免疫系统和其他正常何一种氨基酸供应缺乏，都会影响免疫系统和其他正常功能的发挥，使人处于亚健康状态，变得比较容易遭受功能的发挥，使人处于亚健康状态，变得比较容易遭受疾病的侵袭。疾病的侵袭。一、一、 氨基酸类药物的分类氨基酸类药物的分类l蛋白质氨基酸：编码氨基酸（结合状态）蛋白质氨基酸：编码氨基酸（结合状态）l非蛋白氨基酸：非蛋白氨基酸：D D型氨基酸、型氨基酸、-氨基酸、氨基酸、-氨基酸等（游离状态）氨基酸等（游离状态）l衍生氨基酸：谷氨酰胺、硫酸甘氨酸、磷葡精衍生氨基酸：谷氨酰胺、硫酸甘氨酸、磷葡精氨酸（经酶催化修饰或化学修饰氨酸（经酶催化修饰或化学修饰）二、氨

3、基酸及其衍生物在医药中的应用二、氨基酸及其衍生物在医药中的应用l氨基酸的营养价值及其与疾病治疗的关系氨基酸的营养价值及其与疾病治疗的关系 必需氨基酸必需氨基酸人和哺乳动物自身不能合成，需要由食人和哺乳动物自身不能合成，需要由食物供应，称为必需氨基酸。赖氨酸，色氨酸，苯丙氨酸，物供应，称为必需氨基酸。赖氨酸，色氨酸，苯丙氨酸，蛋氨酸，苏氨酸，亮氨酸，异亮氨酸，缬氨酸等蛋氨酸，苏氨酸，亮氨酸，异亮氨酸，缬氨酸等8 8种。种。 赖氨酸赖氨酸-婴幼儿的生长发育有关婴幼儿的生长发育有关l治疗消化道疾病的氨基酸及其衍生物治疗消化道疾病的氨基酸及其衍生物 谷氨酸及其盐酸盐，谷氨酰胺，乙酰谷酰胺铝，甘氨谷氨酸

4、及其盐酸盐，谷氨酰胺，乙酰谷酰胺铝，甘氨酸及其铝盐，硫酸甘氨酸铁，维生素酸及其铝盐，硫酸甘氨酸铁，维生素U U及组氨酸盐酸盐等。及组氨酸盐酸盐等。l治疗肝病的氨基酸及其衍生物治疗肝病的氨基酸及其衍生物精氨酸盐酸盐，磷葡精氨酸，鸟天氨酸，谷氨酸钠，蛋氨精氨酸盐酸盐，磷葡精氨酸，鸟天氨酸，谷氨酸钠，蛋氨酸，乙酰蛋氨酸，瓜氨酸，赖氨酸盐酸盐，及天冬氨酸等。酸，乙酰蛋氨酸，瓜氨酸，赖氨酸盐酸盐，及天冬氨酸等。l 治疗脑及神经系统疾病的氨基酸及其衍生物治疗脑及神经系统疾病的氨基酸及其衍生物谷氨酸钙盐及镁盐，氢溴酸谷氨酸，色氨酸，谷氨酸钙盐及镁盐，氢溴酸谷氨酸，色氨酸，5 5羟色氨羟色氨酸、左旋多巴等。酸

5、、左旋多巴等。l 用于肿瘤治疗的氨基酸及其衍生物用于肿瘤治疗的氨基酸及其衍生物偶氮丝氨酸，氯苯丙氨酸，磷天冬氨酸及重氮氧代正亮氨偶氮丝氨酸，氯苯丙氨酸，磷天冬氨酸及重氮氧代正亮氨酸等。酸等。 l 其它氨基酸类药物的临床应用其它氨基酸类药物的临床应用三、氨基酸的生产方法三、氨基酸的生产方法l蛋白水解法：胱氨酸、半胱氨酸l化学合成法：甘氨酸、蛋氨酸、丙氨酸、苯丙氨酸、丝氨酸等l发酵法：苏氨酸、异亮氨酸、缬氨酸、精氨酸、组氨酸、脯氨酸、鸟氨酸、瓜氨酸、赖氨酸、亮氨酸等l酶法：丙氨酸、天冬氨酸、色氨酸等L-胱氨酸的制备胱氨酸的制备结构式结构式: HOOC-CH(NH2)-CH2SSCH2-CH(NH2

6、)-COOH。分子量分子量: 240.29性质：性质：l白色六角形板状晶体或白色结晶粉末。白色六角形板状晶体或白色结晶粉末。l易溶于酸，难溶于水，不容于乙醇。易溶于酸，难溶于水，不容于乙醇。l有三种异构体：有三种异构体： 左旋体之熔点左旋体之熔点258258261(261(分解分解) )； 右旋体右旋体247247（分解）；（分解）； 消旋体消旋体260(260(分解分解);); 熔点为熔点为238-240 .238-240 .用途用途: : L-L-胱氨酸具有增强造血功能胱氨酸具有增强造血功能 升高白细胞升高白细胞 促进皮肤损促进皮肤损伤的修复及抗辐射作用伤的修复及抗辐射作用, ,主要用于脱

7、发症，治疗伤寒、主要用于脱发症，治疗伤寒、痢疾、肝炎流感等急性传染病及日用化学品添加剂。痢疾、肝炎流感等急性传染病及日用化学品添加剂。工艺路线工艺路线: 人发洗涤去杂质烘干净毛发浓盐酸在110 水解6h 水解液30%NaOH中和至PH到4.85.1（5060）。放置，过滤粗品（1）+15%Hcl+5%活性炭+0.1%EDTA0.5h过滤滤液15NaOH中和至PH4.85.1放置抽滤滤饼用少量水洗涤至无氯离子，再用无水乙醇洗涤后抽干粗品（2）-精制（结晶）1、菌种培养菌种培养 德阿昆哈假单胞菌（德阿昆哈假单胞菌（Pseudomenas daconhae) 68 Pseudomenas dacon

8、hae) 68 种异株种异株的培养的培养 采用斜面培养基，采用斜面培养基， 组成为蛋白胨组成为蛋白胨0.25%, 0.25%, 牛肉膏牛肉膏0.52%, 0.52%, 酵母酵母膏膏0.25%, NaCl 0.5%, pH7.0, 0.25%, NaCl 0.5%, pH7.0, 琼脂琼脂2.0%2.0%。 种子培养基与斜面培养基种子培养基与斜面培养基相同，相同， 但不加琼脂，但不加琼脂， 250mL 250mL 三角烧瓶中培养基装量为三角烧瓶中培养基装量为40mL. 40mL. 摇瓶培摇瓶培养基的组成为古氨酸养基的组成为古氨酸3.0%, 3.0%, 蛋白胨蛋白胨0.9%, 0.9%, 酪蛋白水

9、解液酪蛋白水解液0.5%, 0.5%, 磷酸二磷酸二氢钾氢钾0.05%, MgSO4.7H2O 0.01%, 0.05%, MgSO4.7H2O 0.01%, 用氨水调用氨水调pHpH为为7.2, 500ml7.2, 500ml三角瓶中三角瓶中培养基装量为培养基装量为80ml, 80ml, 将培养将培养24h24h的新鲜斜面菌种接种于种子培养基中，的新鲜斜面菌种接种于种子培养基中， 3030振摇培养振摇培养8h, 8h, 再接种于摇瓶培养基中，再接种于摇瓶培养基中， 3030振荡培养振荡培养24h, 24h, 如此如此逐渐扩大至逐渐扩大至1000-2000ml1000-2000ml的培养罐中培

10、养。的培养罐中培养。 培养结束后用培养结束后用1mol/L HCl 1mol/L HCl 调调pHpH到到4.75, 30 4.75, 30 保温保温1h1h。 用转筒式离心机离心，用转筒式离心机离心， 收集菌体备用收集菌体备用（含（含L-L-天冬氨酸天冬氨酸-脱羧酶）。脱羧酶）。 2 2、细胞固定、细胞固定 取上述湿菌体取上述湿菌体20kg, 20kg, 加生理盐水搅拌均匀并稀释至加生理盐水搅拌均匀并稀释至40L40L。 另取溶另取溶于生理盐水的于生理盐水的50g/L (5%) 50g/L (5%) 角叉菜胶溶液角叉菜胶溶液85L85L， 两液均保温两液均保温4545后混后混合，合， 冷却至

11、冷却至55成胶，成胶， 浸于浸于600L600L含含20g/L (2%) KCl20g/L (2%) KCl和和 0.2mol/L0.2mol/L己二己二胺胺 0.5mol/L0.5mol/L、pH7.0pH7.0的磷酸盐缓冲液中，的磷酸盐缓冲液中， 55搅拌搅拌10min, 10min, 加戊二醛加戊二醛至至0.6 mol/L, 5 0.6 mol/L, 5 搅拌搅拌30 min, 30 min, 取出切成取出切成 3-5mm33-5mm3小块，小块， 用用20 g/L 20 g/L KCl KCl 溶液充分洗涤后，溶液充分洗涤后， 滤去洗液即得，滤去洗液即得， 备用。备用。 酶转化法制备酶

12、转化法制备 L-天冬氨酸和天冬氨酸和L-丙氨酸丙氨酸3 3、生物反应器的制备、生物反应器的制备 将固定化假单胞菌装入将固定化假单胞菌装入 1.5151.515107 Pa107 Pa压力的填充床式反应器压力的填充床式反应器 (30 cm(30 cm180 cm) 180 cm) 中即成，中即成， 备用。备用。 4 4、脱羧、脱羧 取保温取保温37 L-37 L-天冬氨酸溶液天冬氨酸溶液 (1mol/L), (1mol/L), 加入磷酸吡哆醛调加入磷酸吡哆醛调pH6.0pH6.0， 保温保温3737，按一定速度流入固定化假单胞生物反应器，按一定速度流入固定化假单胞生物反应器， 进进行脱羧反应，行

13、脱羧反应， 控制其达到最大转化率控制其达到最大转化率(95%), (95%), 收集脱羧液即得粗收集脱羧液即得粗L-L-丙氨酸液。丙氨酸液。 5 5、精制、精制 取澄清脱羧液，取澄清脱羧液， 于于60-7060-70减压浓缩至原体积的一半，减压浓缩至原体积的一半， 冷却后冷却后加入等体积的甲醇，加入等体积的甲醇， 55结晶，结晶， 放置过夜，放置过夜， 过滤取结晶，过滤取结晶， 用少量用少量冷甲醇洗涤，冷甲醇洗涤， 抽干，抽干， 8080真空干燥，真空干燥， 得粗品得粗品L-L-丙氨酸。丙氨酸。 再将粗品再将粗品加入加入3 3倍体积去离子水，倍体积去离子水， 于于8080搅拌溶解，搅拌溶解， 加加5 g/L (0.5%) 5 g/L (0.5%) 活性炭，活性炭， 7070搅拌脱色搅拌脱色1h, 1h, 过滤取滤液，过滤取滤液， 冷却，冷却， 加等体积甲醇，加等体积甲醇， 55结晶，结晶， 滤过取结晶，于滤过取结晶，于8080真空干燥真空干燥， 即得精品即得精品L-L-丙氨酸。丙氨酸。四、四、氨基酸输液的组方原理与配方模式氨基酸输液的组方原理和原则： 一种优良的氨基酸输液注入人体后，各种氨基酸能得到最有效地利用，其组成平衡，使临床症状得到改善，体重增加而无代谢并发症，血浆游离的氨基酸谱无显著变化。不同类型的AAAA输液，根据在临床上的用途不同l【用法和用量】 (1