氨基酸和氨基酸类药物专家讲座.pptx

欢欢 迎迎氨基酸和氨基酸类药物专家讲座第1页 第五章 氨基酸及氨基酸类药品氨基酸及氨基酸类药品氨基酸和氨基酸类药物专家讲座第2页氨基酸分类氨基酸分类,结构和性质结构和性质 氨基酸化学反应氨基酸化学反应氨基酸及其衍生物在医药中应用氨基酸及其衍生物在医药中应用氨基酸类药品生产方法氨基酸类药品生产方法主要内容主要内容氨基酸和氨基酸类药物专家讲座第3页掌握氨基酸分类和结构特点掌握氨基酸分类和结构特点 掌握氨基酸性质掌握氨基酸性质熟悉氨基酸在医药中应用熟悉氨基酸在医药中应用了解氨基酸类药品生产方法了解氨基酸类药品生产方法目标要求目标要求氨基酸和氨基酸类药物专家讲座第4页氨基酸和氨基酸类药物专家讲座第5页氨基酸结构氨基酸和氨基酸类药物专家讲座第6页除甘氨酸和脯氨酸外，其它均含有以下结构通式。除甘氨酸和脯氨酸外，其它均含有以下结构通式。第一节 氨基酸结构和分类各种氨基酸区分在于侧链各种氨基酸区分在于侧链R R基不一样。基不一样。2020种基本氨基种基本氨基酸按酸按R R极性可分为非极性氨基酸、极性氨基酸、酸性极性可分为非极性氨基酸、极性氨基酸、酸性氨基酸和碱性氨基酸。氨基酸和碱性氨基酸。-氨基酸氨基酸可变部可变部分分不变部分不变部分氨基酸和氨基酸类药物专家讲座第7页二十种常见蛋白质氨基酸分类、结构及三字符号二十种常见蛋白质氨基酸分类、结构及三字符号据营养据营养学分类学分类 必需必需非必需非必需据据R基团化基团化学结构分类学结构分类 脂肪族脂肪族A A（中性、含羟基或巯基、酸性、碱性）（中性、含羟基或巯基、酸性、碱性）芳香族芳香族A(PheA(Phe、TyrTyr、Trp)Trp)杂环杂环(His(His、Pro)Pro)据据R基团基团极性分类极性分类极性极性R基团基团AA非极性非极性R基团基团AA（种）丙（种）丙,缬缬,亮亮,异异,苯苯,甲甲,脯脯,色色不带电荷不带电荷（种）丝（种）丝,苏苏,天天,谷谷,酪酪,半半,甘甘带电荷：正电荷带电荷：正电荷（种）负电荷（种）（种）负电荷（种）据氨基、羧据氨基、羧基数分类基数分类一氨基一羧基一氨基一羧基一氨基二羧基一氨基二羧基(Glu(Glu、Asp)Asp)二氨基一羧基二氨基一羧基(Lys(Lys、HisHis、Arg)Arg)人必需氨基酸人必需氨基酸LysLysTrpTrpPhePheValValMetMetLeuLeuIleIleThrThrArgArg、HisHis氨基酸和氨基酸类药物专家讲座第8页氨基酸结构氨基酸结构 甘氨酸甘氨酸 Glycine 脂肪族氨基酸脂肪族氨基酸氨基酸和氨基酸类药物专家讲座第9页 Hydrophobic aliphatic amino acidsGly:甘氨酸甘氨酸(G)氨基酸和氨基酸类药物专家讲座第10页氨基酸结构氨基酸结构 脂肪族氨基酸脂肪族氨基酸丙氨酸丙氨酸 Alanine氨基酸和氨基酸类药物专家讲座第11页 Hydrophobic aliphatic amino acidsAla:丙氨酸丙氨酸(A)氨基酸和氨基酸类药物专家讲座第12页氨基酸结构氨基酸结构 缬氨酸缬氨酸 Valine 脂肪族氨基酸脂肪族氨基酸氨基酸和氨基酸类药物专家讲座第13页 Hydrophobic aliphatic amino acidsVal:缬氨酸缬氨酸(V)氨基酸和氨基酸类药物专家讲座第14页氨基酸结构氨基酸结构 亮氨酸亮氨酸 Leucine 脂肪族氨基酸脂肪族氨基酸氨基酸和氨基酸类药物专家讲座第15页 Hydrophobic aliphatic amino acidsLeu:亮氨酸亮氨酸(L)氨基酸和氨基酸类药物专家讲座第16页氨基酸结构氨基酸结构 异亮氨酸异亮氨酸 Ileucine 脂肪族氨基酸脂肪族氨基酸氨基酸和氨基酸类药物专家讲座第17页 Hydrophobic aliphatic amino acidsIle:异亮氨酸异亮氨酸(I)氨基酸和氨基酸类药物专家讲座第18页氨基酸结构氨基酸结构 脯氨酸脯氨酸 Proline 亚氨基酸亚氨基酸氨基酸和氨基酸类药物专家讲座第19页 Hydrophobic aliphatic amino acidsPro:脯氨酸脯氨酸(P)氨基酸和氨基酸类药物专家讲座第20页氨基酸结构氨基酸结构 甲硫氨酸甲硫氨酸 Methionine 含硫氨基酸含硫氨基酸氨基酸和氨基酸类药物专家讲座第21页 Hydrophobic aliphatic amino acidsMet:甲硫氨酸甲硫氨酸(M)氨基酸和氨基酸类药物专家讲座第22页氨基酸结构氨基酸结构 半胱氨酸半胱氨酸 Cysteine 含硫氨基酸含硫氨基酸氨基酸和氨基酸类药物专家讲座第23页 Hydrophobic aliphatic amino acidsCys:半胱氨酸半胱氨酸(C)氨基酸和氨基酸类药物专家讲座第24页Cystine氨基酸和氨基酸类药物专家讲座第25页氨基酸结构氨基酸结构 芳香族氨基酸芳香族氨基酸苯丙氨酸苯丙氨酸Phenylalanine氨基酸和氨基酸类药物专家讲座第26页 Hydrophobic aromatic amino acidsPhe:苯丙氨酸苯丙氨酸(F)苯环苯环氨基酸和氨基酸类药物专家讲座第27页氨基酸结构氨基酸结构 芳香族氨基酸芳香族氨基酸酪氨酸酪氨酸Tyrosine氨基酸和氨基酸类药物专家讲座第28页 Hydrophobic aromatic amino acidsTyr:酪氨酸酪氨酸(Y)酚基酚基氨基酸和氨基酸类药物专家讲座第29页氨基酸结构氨基酸结构 芳香族氨基酸芳香族氨基酸色氨酸色氨酸 Trytophan氨基酸和氨基酸类药物专家讲座第30页 Hydrophobic aromatic amino acidsTrp:色氨酸色氨酸(W)氨基酸和氨基酸类药物专家讲座第31页氨基酸结构氨基酸结构 碱性氨基酸碱性氨基酸精氨酸精氨酸 Arginine氨基酸和氨基酸类药物专家讲座第32页Polar charged amino acidsArg:精氨酸精氨酸(R)氨基酸和氨基酸类药物专家讲座第33页氨基酸结构氨基酸结构 碱性氨基酸碱性氨基酸赖氨酸赖氨酸 Lysine氨基酸和氨基酸类药物专家讲座第34页Polar charged amino acidsLys:赖氨酸赖氨酸(K)氨基酸和氨基酸类药物专家讲座第35页氨基酸结构氨基酸结构 碱性氨基酸碱性氨基酸组氨酸组氨酸 Histidine氨基酸和氨基酸类药物专家讲座第36页Polar charged amino acidsHis:组氨酸组氨酸(H)氨基酸和氨基酸类药物专家讲座第37页氨基酸结构氨基酸结构 天冬氨酸天冬氨酸 Aspartate 酸性氨基酸酸性氨基酸氨基酸和氨基酸类药物专家讲座第38页Polar charged amino acidsAsp:天冬氨酸天冬氨酸(D)氨基酸和氨基酸类药物专家讲座第39页氨基酸结构氨基酸结构 谷氨酸谷氨酸 Glutamate 酸性氨基酸酸性氨基酸氨基酸和氨基酸类药物专家讲座第40页Polar charged amino acidsGlu:谷氨酸谷氨酸(E)氨基酸和氨基酸类药物专家讲座第41页氨基酸结构氨基酸结构 丝氨酸丝氨酸 Serine 含羟基氨基酸含羟基氨基酸氨基酸和氨基酸类药物专家讲座第42页 Polar uncharged amino acidsSer:丝氨酸丝氨酸(S)氨基酸和氨基酸类药物专家讲座第43页氨基酸结构氨基酸结构 苏氨酸苏氨酸 Threonine 含羟基氨基酸含羟基氨基酸氨基酸和氨基酸类药物专家讲座第44页Polar uncharged amino acidsThr:苏氨酸苏氨酸(T)氨基酸和氨基酸类药物专家讲座第45页氨基酸结构氨基酸结构 天冬酰胺天冬酰胺 Asparagine 含酰胺氨基酸含酰胺氨基酸氨基酸和氨基酸类药物专家讲座第46页Polar uncharged amino acidsAsn:天冬酰胺天冬酰胺(N)氨基酸和氨基酸类药物专家讲座第47页氨基酸结构氨基酸结构 谷氨酰胺谷氨酰胺 Glutamine 含酰胺氨基酸含酰胺氨基酸氨基酸和氨基酸类药物专家讲座第48页 Polar uncharged amino acidsGln:谷氨酰胺谷氨酰胺(Q)氨基酸和氨基酸类药物专家讲座第49页氨基酸和氨基酸类药物专家讲座第50页生物体内氨基酸类别生物体内氨基酸类别 蛋白质氨基酸蛋白质氨基酸：蛋白质中常见蛋白质中常见20种氨基酸种氨基酸 稀稀有有蛋蛋白白质质氨氨基基酸酸：蛋蛋白白质质组组成成中中，除除上上述述20种种常常见见氨氨基基酸酸外外，从从少少数数蛋蛋白白质质中中还还分分离离出出一一些些稀稀有有氨氨基基酸酸，它它们们都都是是对对应应常常见见氨氨基基酸酸衍衍生生物物。如如4-羟羟脯脯氨氨酸、酸、5-羟赖氨酸等。羟赖氨酸等。非非蛋蛋白白质质氨氨基基酸酸：生生物物体体内内呈呈游游离离或或结结合合态态氨氨基基酸。酸。氨基酸和氨基酸类药物专家讲座第51页几个主要不常见氨基酸几个主要不常见氨基酸在在少少数数蛋蛋白白质质中中分分离离出出一一些些不不常常见见氨氨基基酸酸，通通常常称称为不常见蛋白质氨基酸。为不常见蛋白质氨基酸。这些氨基酸都是由对应基本氨基酸衍生而来。这些氨基酸都是由对应基本氨基酸衍生而来。其其中中主主要要有有4-4-羟羟基基脯脯氨氨酸酸、5-5-羟羟基基赖赖氨氨酸酸、N-N-甲甲基基赖赖氨氨酸酸、和和3,5-3,5-二二碘碘酪酪氨氨酸酸等等。这这些些不不常常见见蛋蛋白白质质氨基酸结构以下。氨基酸结构以下。氨基酸和氨基酸类药物专家讲座第52页 *营养必需氨基酸营养必需氨基酸 ：体内需要但不能本身合成，必须体内需要但不能本身合成，必须由食物供给氨基酸。包含由食物供给氨基酸。包含8种：种：非必需氨基酸非必需氨基酸 精氨酸、组氨酸，人体能合成，但量少，精氨酸、组氨酸，人体能合成，但量少，长久缺乏长久缺乏,造成负氮平衡造成负氮平衡。甲、色、赖、缬、异、亮、苯、苏；甲、色、赖、缬、异、亮、苯、苏；假设来写一两本书假设来写一两本书甲硫氨酸（甲硫氨酸（Met）色氨酸（色氨酸（Trp）赖氨酸（赖氨酸（Lys）缬氨酸（缬氨酸（Val）异亮氨酸（异亮氨酸（Ile）亮氨酸（亮氨酸（Leu）苯丙氨酸（苯丙氨酸（Phe）苏氨酸（苏氨酸（Thr氨基酸和氨基酸类药物专家讲座第53页物理性质物理性质化学性质化学性质氨基酸和氨基酸类药物专家讲座第54页 常见氨基酸均为无色结晶,其形状因构型而异(1)溶解性：溶解性：各种氨基酸在水中溶解度差异很大，并能溶解于稀酸或稀碱中，但不能溶解于有机溶剂。通常酒精能把氨基酸从其溶液中沉淀析出。(2)熔点：熔点：氨基酸熔点极高，普通在200以上。(3)味感：味感：其味随不一样氨基酸有所不一样，有无味、有为甜、有味苦，谷氨酸单钠盐有鲜味，是味精主要成份。氨基酸和氨基酸类药物专家讲座第55页(4)氨基酸光吸收氨基酸光吸收组成蛋白质20种氨基酸在可见光区都没有光吸收，但在远紫外区(220nm)都有光吸收。在近紫外区(220-300nm)只有酪氨酸、苯丙氨酸和色氨酸有吸收光能力。酪氨酸酪氨酸 maxmax275nm275nm，275275=1.4x10=1.4x103 3;苯丙氨酸苯丙氨酸 maxmax257nm257nm，257257=2.0 x10=2.0 x102 2;色氨酸色氨酸 maxmax280nm280nm，280280=5.6x10=5.6x103 3;氨基酸和氨基酸类药物专家讲座第56页 酪氨酸酪氨酸 max275nm，275=1.4x103;苯丙氨酸苯丙氨酸 max257nm，257=2.0 x102;色氨酸色氨酸 max280nm，280=5.6x103;氨基酸和氨基酸类药物专家讲座第57页(5)氨基酸旋光性氨基酸旋光性当光波经过尼克尔棱镜时当光波经过尼克尔棱镜时,因为棱镜结构只允许因为棱镜结构只允许沿某一平面振动光波经过沿某一平面振动光波经过,其它光波都被阻断其它光波都被阻断,这这种光称平面偏振光种光称平面偏振光.当平面偏振光经过旋光物质溶液时当平面偏振光经过旋光物质溶液时,光偏振面会光偏振面会向右或向左旋转向右或向左旋转.除甘氨酸外，氨基酸均含有一个手性除甘氨酸外，氨基酸均含有一个手性-碳原子，碳原子，所以都含有旋光性所以都含有旋光性。氨基酸和氨基酸类药物专家讲座第58页 Basic Structure of an amino acid氨基酸和氨基酸类药物专家讲座第59页 COO-NH3+C H R COO-H C NH3+RL-Amino acidD-Amino acidThe two enantiomers氨基酸和氨基酸类药物专家讲座第60页The two enantiomers氨基酸和氨基酸类药物专家讲座第61页二 氨基酸化学性质氨基酸离解和等电点氨基酸离解和等电点氨基酸化学反应氨基酸化学反应氨基酸和氨基酸类药物专家讲座第62页氨基酸离解性质氨基酸离解性质氨氨基基酸酸在在结结晶晶形形态态或或在在水水溶溶液液中中，并并不不是是以以游游离离羧羧基基或或氨氨基基形形式式存存在在，而而是是离离解解成成两两性性离离子子。在在两两性性离离子子中中，氨氨基基是是以以质质子子化化(-NH(-NH3 3+)形形式式存存在在，羧羧基基是是以以离离解解状状态态(-COO(-COO-)存存在在。在在不不一一样样pHpH条条件件下下，两两性性离离子子状状态态也随之发生改变。也随之发生改变。PH 1 7 10净电荷+1 0 -1正离子 两性离子 负离子 等电点pI氨基酸和氨基酸类药物专家讲座第63页氨基酸等电点氨基酸等电点 当当溶溶液液浓浓度度为为某某一一pHpH值值时时，氨氨基基酸酸分分子子中中所所含含-NH-NH3 3+和和-COOCOO-数数目目恰恰好好相相等等，净净电电荷荷为为0 0。这这一一pHpH值值即即为为氨氨基基酸酸等等电电点点，简简称称p pI I。在在等等电电点点时时，氨氨基基酸酸既既不不向向正正极极也也不不向向负负极极移移动，即氨基酸处于两性离子状态。动，即氨基酸处于两性离子状态。氨基酸和氨基酸类药物专家讲座第64页氨基酸两性解离性质及等电点氨基酸两性解离性质及等电点 pH=pI 净电荷净电荷=0 pH pI净电荷为负净电荷为负CHRCOOHNH3+CHRCOONH2CHRCOONH3+H+OH-+H+OH-(pK1)(pK2)当当氨氨基基酸酸溶溶液液在在某某一一定定pH值值时时，使使某某特特定定氨氨基基酸酸分分子子上上所所带带正正负负电电荷荷相相等等，成成为为两两性性离离子子，在在电电场场中中既既不不向向阳阳极极也也不不向向阴阴极极移移动动，此此时溶液时溶液pH值即为该氨基酸值即为该氨基酸等电点等电点(isoelectric point，pI)。氨基酸和氨基酸类药物专家讲座第65页酸性氨基酸和碱性氨基酸等电点对于侧链含有可解离基团氨基酸，其对于侧链含有可解离基团氨基酸，其pI值也决定于两性离值也决定于两性离子两边子两边pK值算术平均值。值算术平均值。氨基酸和氨基酸类药物专家讲座第66页 氨基酸等电点计算氨基酸等电点计算 可可见见，氨氨基基酸酸pI值值等等于于该该氨氨基基酸酸两两性性离离子子状状态态两两侧侧基基团团pK值之和二分之一。值之和二分之一。pI=2pK1+pK2一氨基一羧基一氨基一羧基AA等电点计算：等电点计算：pI=2pK2+pK3二氨基一羧基二氨基一羧基AA等电点计算：等电点计算：pI=2pK1+pK2一氨基二羧基一氨基二羧基AA等电点计算：等电点计算：氨基酸和氨基酸类药物专家讲座第67页二二 氨基酸化学性质氨基酸化学性质1-氨基参加反应氨基参加反应（1 1 1 1）与甲醛发生羟甲基化反应）与甲醛发生羟甲基化反应）与甲醛发生羟甲基化反应）与甲醛发生羟甲基化反应用途用途：能够用来直接测定氨基酸浓度能够用来直接测定氨基酸浓度。氨基酸和氨基酸类药物专家讲座第68页二二 氨基酸化学性质氨基酸化学性质1-氨基参加反应氨基参加反应（2 2）与亚硝酸反应与亚硝酸反应与亚硝酸反应与亚硝酸反应用途用途：范斯来克法定量测定氨基酸基本反应范斯来克法定量测定氨基酸基本反应。氨基酸和氨基酸类药物专家讲座第69页二二 氨基酸化学性质氨基酸化学性质在弱碱性溶液中，氨基酸在弱碱性溶液中，氨基酸-氨基很轻易与氨基很轻易与2，4-二硝二硝基氟苯（基氟苯（DNFB）作用，生成稳定黄色）作用，生成稳定黄色2，4-二硝基二硝基苯基氨基酸（简写为苯基氨基酸（简写为DNP-氨基酸）。氨基酸）。1-氨基参加反应氨基参加反应（3）与与与与2 2，4-4-二硝基氟苯反应二硝基氟苯反应二硝基氟苯反应二硝基氟苯反应 用途用途：用来判定多肽或蛋白质用来判定多肽或蛋白质N末端氨基酸。末端氨基酸。氨基酸和氨基酸类药物专家讲座第70页二二 氨基酸化学性质氨基酸化学性质在弱碱性条件下，氨基酸中-氨基还能够与异硫氰酸苯酯（PITC）反应，产生对应苯氨基硫甲酰氨基酸（PTC-氨基酸）。在无水酸中，PTC-氨基酸即环化为苯硫乙内酰脲（PTH），后者在酸中极稳定。1-氨基参加反应氨基参加反应（4）与异硫氰酸苯酯反应与异硫氰酸苯酯反应 用途用途：用来判定多肽或蛋白质用来判定多肽或蛋白质N末端氨基酸。末端氨基酸。氨基酸和氨基酸类药物专家讲座第71页二二 氨基酸化学性质氨基酸化学性质1-氨基参加反应氨基参加反应（5）酰化反应用途用途：用于肽链用于肽链N N端氨基酸标识和微量氨基酸测定端氨基酸标识和微量氨基酸测定.氨基酸和氨基酸类药物专家讲座第72页二二 氨基酸化学性质氨基酸化学性质1-氨基参加反应氨基参加反应（6 6）烃基化反应）烃基化反应用途用途：是判定多肽是判定多肽N-N-端氨基酸主要方法端氨基酸主要方法。氨基酸和氨基酸类药物专家讲座第73页二二 氨基酸化学性质氨基酸化学性质1-氨基参加反应氨基参加反应（7 7）生成西佛碱反应）生成西佛碱反应用途用途：是各种酶促反应中间过程。氨基酸和氨基酸类药物专家讲座第74页二二 氨基酸化学性质氨基酸化学性质氨基酸氧化酶参加氨基酸氧化酶参加1-氨基参加反应氨基参加反应（8 8）脱氨基和转氨基反应脱氨基和转氨基反应用途用途：酶催化反应。酶催化反应。氨基酸和氨基酸类药物专家讲座第75页二二 氨基酸化学性质氨基酸化学性质 氨基酸与碱作用生成对应盐。氨基酸碱金属盐能溶于水,而重金属盐则不溶于水。2-羧基参加反应（1 1）成盐反应）成盐反应用途用途：氨基酸和氨基酸类药物专家讲座第76页二二 氨基酸化学性质氨基酸化学性质1 11-氨基参加反应氨基参加反应（2 2）形成酯反应形成酯反应用途用途：是合成氨基酸酰基衍生物主要中间体是合成氨基酸酰基衍生物主要中间体。2-羧基参加反应氨基酸和氨基酸类药物专家讲座第77页二二 氨基酸化学性质氨基酸化学性质1 1（3 3）形成酰卤反应）形成酰卤反应用途用途：这是使氨基酸羧基活化一个主要反应这是使氨基酸羧基活化一个主要反应。2-羧基参加反应氨基酸和氨基酸类药物专家讲座第78页二二 氨基酸化学性质氨基酸化学性质（4 4）叠氮化反应叠氮化反应叠氮化反应叠氮化反应用途用途：常作为多肽合成活性中间体。常作为多肽合成活性中间体。2-羧基参加反应氨基酸和氨基酸类药物专家讲座第79页二二 氨基酸化学性质氨基酸化学性质（5 5）脱羧反应脱羧反应脱羧反应脱羧反应用途用途：酶催化反应酶催化反应。2-羧基参加反应脱羧酶参加脱羧酶参加氨基酸和氨基酸类药物专家讲座第80页二二 氨基酸化学性质氨基酸化学性质1 1(1)(1)与茚三酮反应与茚三酮反应用途用途：惯用于氨基酸定性或定量分析。惯用于氨基酸定性或定量分析。3-氨基和羧基共同参加反应茚三茚三酮酮水合茚三酮水合茚三酮氨基酸和氨基酸类药物专家讲座第81页二二 氨基酸化学性质氨基酸化学性质1 1（2 2 2 2）成肽反应）成肽反应）成肽反应）成肽反应用途用途：是多肽和蛋白质生物合成基本反应。是多肽和蛋白质生物合成基本反应。3-氨基和羧基共同参加反应氨基酸和氨基酸类药物专家讲座第82页侧链基团化学性质侧链基团化学性质(1)(1)巯基（巯基（-SH-SH）性质）性质1作用：作用：这些反应可用于巯基保护这些反应可用于巯基保护。氨基酸和氨基酸类药物专家讲座第83页4侧链基团化学性质侧链基团化学性质(1)(1)巯基（巯基（-SH-SH）性质）性质作用：作用：与金属离子螯合性质可用于体内解毒与金属离子螯合性质可用于体内解毒。氨基酸和氨基酸类药物专家讲座第84页4侧链基团化学性质侧链基团化学性质(1)(1)巯基（巯基（-SH-SH）性质）性质作用：作用：氧化还原反应可使蛋白质分子中二硫键形成或端裂氧化还原反应可使蛋白质分子中二硫键形成或端裂。胱氨酸胱氨酸氨基酸和氨基酸类药物专家讲座第85页4侧链基团化学性质侧链基团化学性质(1)(1)巯基（巯基（-SH-SH）性质）性质作用：作用：可用于可用于比色法定量测定半胱氨酸含量。硝基苯甲酸二硫化合物硝基苯甲酸二硫化合物(DTNB(DTNB)pH8.0时时,412nm光吸收光吸收氨基酸和氨基酸类药物专家讲座第86页4侧链基团化学性质侧链基团化学性质（2）羟基性质羟基性质1作用：可用于修饰蛋白质。作用：可用于修饰蛋白质。二异丙基氟磷酸酯二异丙基氟磷酸酯氨基酸和氨基酸类药物专家讲座第87页4侧链基团化学性质侧链基团化学性质（3）咪唑基性质咪唑基性质组氨酸含有咪唑基，它组氨酸含有咪唑基，它p pK K2 2值为值为6.06.0，在，在生理条件下含有缓冲作用。生理条件下含有缓冲作用。l组组氨氨酸酸中中咪咪唑唑基基能能够够发发生生各各种种化化学学反反应应。能能够够与与ATPATP发发生生磷磷酰酰化化反反应应，形形成成磷磷酸酸组组氨酸，从而使酶活化。氨酸，从而使酶活化。l组组氨氨酸酸咪咪唑唑基基也也能能发发生生烷烷基基化化反反应应。生生成成烷烷基基咪咪唑唑衍衍生生物物，并并引引发发酶酶活活性性降降低低或丧失或丧失作用：作用：。氨基酸和氨基酸类药物专家讲座第88页为了测定蛋白质中氨基酸组成或从蛋白质水解液中制取氨基酸,需要对氨基酸混合液进行分析与分离.(一)分配层析 (二)离子交换层析 (三)高效液相层析第三节 氨基酸分离与分析氨基酸和氨基酸类药物专家讲座第89页原理：主要依据被分析样品（如原理：主要依据被分析样品（如aa混合物）在两种互不相溶混合物）在两种互不相溶溶剂中分配系数不一样而到达分离目标溶剂中分配系数不一样而到达分离目标.分配系数分配系数 Kd=CACB(一一)分配层析法：分配层析法：氨基酸和氨基酸类药物专家讲座第90页（1 1）纸层析）纸层析 单向纸层析图单向纸层析图RfRf值值 氨基酸和氨基酸类药物专家讲座第91页纸层析纸层析在流动相中分配系数越大，移动越快。固定相：吸附水流动相：丁醇、醋酸、水分配系数基本步骤：点样、展层、现色、定性（定量）氨基酸和氨基酸类药物专家讲座第92页双向纸层析图双向纸层析图 氨基酸和氨基酸类药物专家讲座第93页（2 2）薄层层析）薄层层析 氨基酸和氨基酸类药物专家讲座第94页(二二)离子交换层析法离子交换层析法 原理原理：分离氨基酸时，用离子交换树脂作为支持物，利用：分离氨基酸时，用离子交换树脂作为支持物，利用离离子交换树脂上活性基团子交换树脂上活性基团与与溶液中离子溶液中离子进行进行交换反应交换反应，因为各种离，因为各种离子交换能力不一样，与树脂结合牢靠程度就不一样，在洗脱过程子交换能力不一样，与树脂结合牢靠程度就不一样，在洗脱过程中，各种离子以不一样速度移动，从而到达分离目标。中，各种离子以不一样速度移动，从而到达分离目标。这种分离主要与各种离子这种分离主要与各种离子所带电荷所带电荷相关，在电荷相同时，相关，在电荷相同时，与与极性，非极性极性，非极性相关。相关。氨基酸和氨基酸类药物专家讲座第95页离子交换树脂：离子交换树脂：化学本质：是一个人工合成聚苯乙烯一苯二乙烯组化学本质：是一个人工合成聚苯乙烯一苯二乙烯组成含有网状结构高分子聚合物。成含有网状结构高分子聚合物。阳离子交换树脂：活性基团是酸性阳离子交换树脂：活性基团是酸性，如磺酸基，如磺酸基-SO-SO3 3H H （强酸型），羧基（强酸型），羧基-COOH-COOH（弱酸型）（弱酸型）阴离子交换树脂：阴离子交换树脂：活性基团是碱性活性基团是碱性，如季胺基，如季胺基-N N+(CH(CH3 3)3 3OHOH-氨基酸和氨基酸类药物专家讲座第96页氨基酸和氨基酸类药物专家讲座第97页离子交换层析分离氨基酸混合物常使用强酸型阳离子交换树脂.在交换柱中,树脂先用碱处理成钠型,将氨基酸混合液(pH2-3)上柱.此时氨基酸主要以阳离子形式存在,挂在树脂上.其静电吸引大小依次为碱性氨基酸中性氨基酸酸性氨基酸.逐步提升pH值和盐浓度,可将氨基酸以不一样速度洗脱下来.自动化氨基酸分析仪作用原理与此相同.只是用到茚三酮茚三酮(仪器灵敏度仪器灵敏度10-9mol)OPA（邻苯二甲醛），荧光胺（邻苯二甲醛），荧光胺(灵灵敏度敏度10-12mol)显色剂。显色剂。氨基酸和氨基酸类药物专家讲座第98页氨基酸和氨基酸类药物专家讲座第99页氨基酸与树脂上解离基团之间静电引力氨基酸与树脂基质聚苯乙烯之间疏水作用氨基酸和氨基酸类药物专家讲座第100页(3)高效液相层析（高效液相层析（high performance liguid chromatography,HPLC）HPLC特点特点:使用固定相支持颗粒很细使用固定相支持颗粒很细,而且表而且表面积很大面积很大.溶剂系统采取高压溶剂系统采取高压,洗脱速度增大洗脱速度增大.氨基酸和氨基酸类药物专家讲座第101页第四节第四节 氨基酸在医药上应用氨基酸在医药上应用 在人体正常代谢过程中缺乏某一个氨基酸即会造成在人体正常代谢过程中缺乏某一个氨基酸即会造成整个有机体代谢紊乱，氨基酸已成为维持人体营养整个有机体代谢紊乱，氨基酸已成为维持人体营养和治疗很多疾病医疗药品。和治疗很多疾病医疗药品。医药是氨基酸相对用量不大但品种最多一个部门，医药是氨基酸相对用量不大但品种最多一个部门，当前世界上用于药品氨基酸及氨基酸衍生物品种达当前世界上用于药品氨基酸及氨基酸衍生物品种达100各种各种 氨基酸和氨基酸类药物专家讲座第102页氨基酸及其衍生物在医药中应用氨基酸及其衍生物在医药中应用中国药典收载氨基酸类品种，1953年版和1960年版均为零；1977年版有4种；1985年版减为3种；1990年版增为5种；1995年版增至l2种；1998年又增补至26种。现行年版收载了1995年版增补后全部，即原料药22种，制剂4种。原料药包含除谷氨酰胺和门冬酰胺外全部组成人机体蛋白质氨基酸或其盐类。制剂则为谷氨酸片、谷氨酸钠注射液、谷氨酸钾注射液及盐酸精氨酸注射液。氨基酸和氨基酸类药物专家讲座第103页1998年国家卫生部颁布生化药品标准中氨基酸类，除已收入中国药典年版者外，还有门冬氨酸钾镁口服液、复方氨基酸注射液、盐酸赖氨酸颗粒等9种制剂。最近，国家药品监督管理局已颁布标准品种有甲硫氨酸片等，待颁布有复方氨基酸颗粒、复方赖氨酸颗粒、胱氨酸片及门冬氨酸钾镁片等。氨基酸及其衍生物在医药中应用氨基酸及其衍生物在医药中应用氨基酸和氨基酸类药物专家讲座第104页我国氨基酸类药品发展我国氨基酸类药近l0年虽发展快速，但与发达国家比较，不论在品种、产量或开发能力上，都有较大差距，不能满足市场需求。当前，我国进口近200种生化药中，氨基酸类约占14，其中制剂品种略多于原料药，制剂中近二分之一为大输液。这也说明我国氨基酸类药有着辽阔发展前途。氨基酸和氨基酸类药物专家讲座第105页氨基酸应用氨基酸应用1 1，医药工业，医药工业 氨基酸输液氨基酸输液 必需氨基酸：苏氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、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。半必需氨基酸：精氨酸、组氨酸是幼儿所必需。氨基酸和氨基酸类药物专家讲座第106页复合结晶氨基酸输液复合结晶氨基酸输液所所谓谓氨氨基基酸酸输输液液，是是各各种种氨氨基基酸酸按按一一定定百百分分比比和和要要求求，也也就就是是模模式式配配合合组组成成一一个个静静脉脉注注射射液液，依依据据模模式式不不一一样样，氨氨基基酸酸输输液液可可分分为为不一样类型。不一样类型。氨氨基基酸酸输输液液在在我我国国发发展展极极为为快快速速，1994年年全全国国各各种种氨氨基基酸酸输输液液只只1000万万瓶瓶，1996年年则上升到则上升到6000万瓶，到年已到达万瓶，到年已到达1亿瓶以上。亿瓶以上。氨基酸和氨基酸类药物专家讲座第107页氨基酸药用概况供作营养剂：作为机体合成蛋白质和其它含氮生物分子原料，氨基酸制剂广泛用于手术前后、创伤、烧伤或其它原因造成营养不良和氮平衡失调等情况。因为不一样伤病对氨基酸需求和利用能力不一样，因而有各种不一样营养型氨基酸制剂。比如复方氨基酸注射液(17AA)所含氨基酸种类、必需氨基酸与非必需氨基酸比值及各种氨基酸量均恰当地配伍，适合用于手术、严重创伤、大面积烧伤所引发严重营养恶化及各种疾病引发低蛋白血症等。又如复方氨基酸注射液(9AA)，所含必需氨基酸能满足身体需要，使蛋白质合成增加而分解降低。分解代谢产物降低，可减轻肾小球过分滤过，延缓肾衰进展，用于慢性肾功效衰竭。氨基酸和氨基酸类药物专家讲座第108页要素膳及氨基酸口服液要素膳及氨基酸口服液要素膳是一个含氨基酸营养素，要素膳是一个含氨基酸营养素，不需或稍经消化即可吸收无渣膳不需或稍经消化即可吸收无渣膳食，可供口服与管饲之用。食，可供口服与管饲之用。它比静脉营养简便、经济、安全它比静脉营养简便、经济、安全而又符合生理状态，是近代临床而又符合生理状态，是近代临床营养上重大进展。氨基酸口服液营养上重大进展。氨基酸口服液发展快速，用结晶发展快速，用结晶L型氨基酸按型氨基酸按FAO/WHO模式配制产品，国内模式配制产品，国内市场已经有产品销售。市场已经有产品销售。氨基酸和氨基酸类药物专家讲座第109页氨基酸类药品氨基酸类药品右旋糖酐氨基酸：右旋糖酐氨基酸：是营养性血容量补是营养性血容量补充药，用于治疗兼充药，用于治疗兼有蛋白质缺乏血容有蛋白质缺乏血容量降低病人量降低病人氨基酸和氨基酸类药物专家讲座第110页氨基酸类药品氨基酸类药品17种复合结晶氨基酸注种复合结晶氨基酸注射液射液(营养药品营养药品)：主要成份：复合结晶氨主要成份：复合结晶氨基酸。基酸。适合用于手术、严重创适合用于手术、严重创伤、大面积烧伤引发氨伤、大面积烧伤引发氨基酸缺乏以及各种疾病基酸缺乏以及各种疾病引发低蛋白血症等引发低蛋白血症等。氨基酸和氨基酸类药物专家讲座第111页几个氨基酸特殊应用天冬氨酸：天冬氨酸与细胞亲和力强，有利于钾进入细胞内，故其钾盐纠正细胞内缺钾较其它钾盐快。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。氨基酸和氨基酸类药物专家讲座第112页几个氨基酸特殊应用组氨酸：可扩张血管，降低血压，用于心绞痛，心功效不全等疾病治疗。氨基酸和氨基酸类药物专家讲座第113页几个氨基酸特殊应用谷氨酸 正常生理状态下，血氨起源与去路保持动态平衡，血氨浓度处于较低水平。在肝中合成尿素是维持这种平衡关键。当肝功效严重损伤时，血氨浓度升高。而较多氨进入脑组织后，可引发大脑功效障碍。因为氨也可与谷氨酸结合生成无毒谷氨酰胺而运出脑外，故谷氨酸是用于防治肝性昏迷药品。用于治疗阿尔茨海默病。谷氨酸对肝病高血氨症有一定疗效。中药（如羚羊角、阿谷氨酸对肝病高血氨症有一定疗效。中药（如羚羊角、阿胶、半夏等）中也有存在。胶、半夏等）中也有存在。氨基酸和氨基酸类药物专家讲座第114页几个氨基酸特殊应用缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸 这三种支链氨基酸在肝外分解代谢。当肝功效衰竭时，酪氨酸、苯丙氨酸等芳香族氨基酸分解降低，血中浓度增高，支链与芳香族氨基酸比值降低。较多芳香族氨基酸会影响中枢神经系统传导功效和促进肝性脑病发生。补充支链氮基酸，可纠正严重肝病时氨基酸紊乱，用于慢性肝硬化。氨基酸和氨基酸类药物专家讲座第115页proteinNH3NH3ureaNormal metabolism氨基酸和氨基酸类药物专家讲座第116页肝衰竭肝衰竭肝衰竭肝衰竭proteinNH3NH3ureaBlood NH3氨基酸和氨基酸类药物专家讲座第117页肝衰竭肝衰竭肝衰竭肝衰竭proteinNH3NH3ureaBlood NH3 门门门门-体分流体分流体分流体分流NH3氨基酸和氨基酸类药物专家讲座第118页临床表现由轻到重：临床表现由轻到重：性格行为性格行为轻微改变轻微改变 精神错乱精神错乱行为异常行为异常昏睡昏睡昏迷昏迷氨基酸和氨基酸类药物专家讲座第119页几个氨基酸特殊应用精氨酸：精氨酸参加鸟氨酸循环，促进尿素生成，可用于因血氨增高而引发肝性脑病。但因为肝昏迷时，鸟氨酸循环所需酶活性下降，治疗作用不强。精氨酸影响各种激素分泌，是全部氨基酸中促胰岛素生成作用最强，对糖尿病防治有主要意义。它还能阻止促生长激素抑制素(somatostatin)分泌而使人生长激素(HGH)水平增高。因为体内合成精氨酸量不足，对婴幼儿进行补充是必需。成年人适当补充亦可增强免疫功效。氨基酸和氨基酸类药物专家讲座第120页几个氨基酸特殊应用精氨酸不但是精子蛋白主要组成成份，也游离存在于精子中，所以能够治疗因为缺精少精所致男性不育症。精氨酸是血管舒张因子NO前体物质，可使NO释放增加而扩张血管，还能抑制血管担心素转化酶活性，拮抗后者血管收缩作用，因而含有降压作用。动物试验证实，大剂量精氨酸对肿瘤诱导、发生和生长都有显著抑制作用。另据报道精氨酸有抗动脉粥样硬化 和对胃溃疡保护治疗作用。研究了Arg与小剂量阿司匹林二者联合使用能增强抗血小板聚集效果，同时还能拮抗阿司匹林对胃黏膜损伤不良反应。氨基酸和氨基酸类药物专家讲座第121页几个氨基酸特殊应用精氨酸(Arg)研究表明，Arg能改进心衰患者受损内皮依赖性血管舒张功效。其机制可能与经过Arg-NO合成路径增加了N0生成，同时NO抑制了内皮素所以，Arg还能减轻大鼠蛛网膜下腔出血后继发性脑缺血并缓解脑血管痉挛，对高肺血量所致肺血管结构重建及肺动脉高压有防治作用。与环孢素一同使用，能够显著升高大鼠血中环孢素浓度，并减轻其对肝、肾、睾丸毒性。精氨酸：对治疗高氨血症、肝机能障碍等疾病颇有效果。氨基酸和氨基酸类药物专家讲座第122页几个氨基酸特殊应用赖氨酸：赖氨酸可提升人生长激素HGH 水平，并与精氨酸焦谷氨酸酯(arginine pyroglutamate)有协同作用。二者适用可大大增加后者提升HGH水平作用。赖氨酸是碱性成纤维细胞生长因子(bFGF)主要成份。而bFGF能诱导脑细胞增生，阻止神经元细胞衰亡，改进脑部血循环。赖氨酸残基还是胆碱乙酰基转移酶等各种酶必需基团。这些酶催化大脑中生化反应进行，含有促进脑组织新陈代谢作用，所以，赖氨酸可用于颅脑损伤综合征、脑血管病、老年性脑萎缩及记忆衰退等。氨基酸和氨基酸类药物专家讲座第123页几个氨基酸特殊应用色氨酸：色氨酸在人体内可转变为5-羟色胺(5-HT)，且是在大脑中唯一能转变生成5-HT物质。5-HT在脑中可作为神经递质，而与神经系统兴奋与抑制状态亲密相关。5-HT降低，可引发睡眠功效障碍。在脑中，5-HT还可转变为褪黑素(melatonin)。褪黑素含有促进诱导自然睡眠作用。显然，色氨酸代谢产物含有平衡心态和提升睡眠质量作用，可用于抑郁、焦虑、失眠等症。在饮食中添加色氨酸可提升5-HT水平，而色氨酸较其代谢产物经济易得。氨基酸和氨基酸类药物专家讲座第124页几个氨基酸特殊应用甘氨酸(Gly)：以离体心脏为模型，观察了Gly对内毒素性心肌损伤拮抗作用，发觉Gly能够拮抗内毒素性心肌损伤，这与其改进心肌功效状态和降低自由基生成相关。中药（如羚羊角、阿胶等）中也有存在。中药（如羚羊角、阿胶等）中也有存在。氨基酸和氨基酸类药物专家讲座第125页几个氨基酸特殊应用谷氨酰胺(Gin)：研究了Gin对电离辐射损害保护作用。结果表明，饲以含2Gin饲料可纠正小剂量电离辐射造成SD雄性大