第十二章 氨基酸类药物第一节 氨基酸类药物得基本概念
R C
H
N H 2
C O O H R CH C O O -
C H 3 +
α氨基酸氨基酸及其衍生物在医药中的应用
（一）氨基酸的营养价值及其与疾病治疗的关系必需氨基酸 — 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，
蛋氨酸，苏氨酸，亮氨酸，异亮氨酸，缬氨酸等 8种。
（二）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，甘氨酸及其铝盐，硫酸甘氨酸铁，维生素 U及组氨酸盐酸盐等。
（三）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，蛋氨酸，乙酰蛋氨酸，瓜氨酸，赖氨酸盐酸盐，及天冬氨酸等。
（四）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,5－羟色氨酸、左旋多巴等。
（五）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酸等。
（六）其它氨基酸类药物的临床应用第二节 氨基酸类药物的生产方法一、水解法
（一）基本原理
1.蛋白质水解方法酸水解法、碱水解法、酶水解法
2.氨基酸分离方法溶解度法、特殊试剂沉淀法、吸附法、离子交换法
3.氨基酸精制方法结晶，重结晶
（二）用水解法
L－胱氨酸的制备：
CH CH
2
H O O C
N H 2
S S CH
2
CH
N H 2
C O O H
人发或猪毛 水解液 L－半胱氨酸粗品滤液 L－半胱氨酸粗品滤液 L－半胱氨酸盐酸水解 氢氧化钠中和盐酸，活性炭 氢氧化钠中和盐酸，活性炭 中和，氨水二、发酵法
L－异亮氨酸的制备培养液灭菌灭菌培养液菌种培养接种 发酵发酵液过滤上层液酸化滤液 离子交换 洗脱液减压蒸馏浓缩液 活性炭脱色 滤液减压浓缩浓缩液氨水中和沉淀 水 结晶 干燥 L－异亮氨酸成品工艺过程
1）菌种培养种子培养基组成（％）为：葡萄糖 2，尿素 0.3，玉米浆
2.5，豆饼水解液 0.1,pH6.5。二级种子培养基加菜籽油，其余同一级种子培养基。
一级种子培养,1000ml三角烧瓶中培养基装量为 200ml，
接种一环牛肉膏斜面 AS1.998菌种，摇床 30℃ 16h。
二级种子培养：接种量 3.5％，培养 8h。逐级放大。
2）灭菌、发酵发酵培养液组成（％）：硫酸铵 4.5，豆饼水解液 0.4，
玉米浆 2.0，碳酸钙 4.5,pH7.2，淀粉水解还原糖粗糖浓度 11.5。灭菌，接种 1％菌种（ v/v），搅拌，发酵。
3）除菌体，酸化发酵结束后，发酵液加热至 100℃ 并维持 10min，冷却过滤，滤液加工业硫酸和草酸至 pH3.5，过滤除沉淀。
4）离子交换、吸附分离上述滤液每分钟以树脂量 1.5％的流速进 H＋ 型 732离子交换柱（ φ40 × 100cm),以 100L去离子水洗柱，再以
60℃,0.5mol/L氨水按 3L/min的流速进行洗脱。分部收集洗脱液。
5）浓缩赶氨
6）脱色、浓缩、中和
7）精制，烘干三、酶法转化天冬氨酸和丙氨酸的制备 CH CH C O O HH O O C CH
2
C
H
C O O HH O O C
N H 2
CH 3 C
H
C O O H
N H 2
天 冬氨 酸 转氨酶
L- 天 冬氨 酸－ β- 脱羧 酶 +
CO 2
延胡索酸＋ NH3
固定化天冬氨酸酶转化转化液 L－ Asp粗品分离
L-Asp精品转化液固定化 L－ Asp－ β－脱羧酶浓缩结晶L－ Ala粗品L－ Ala精品 精制工艺过程
1）菌种培养大肠杆菌（ E,coli） AS 1.881 的培养斜面培养基为普通肉汁培养基摇瓶培养基成分（％）：玉米浆 7.5，反丁烯二酸 2.0，硫酸镁（ 7水） 0.02，氨水调 pH6.0，煮沸后过滤,500ml
三角烧瓶中装液量 50-100ml。从新鲜斜面上或液体中培养种子，接种子于摇瓶培养基中,37℃ 振摇培养 24h，
逐级扩大培养至 1000～ 2000ml规模。培养结束后用
1mol/L HCl调 pH5.0，升温至 45℃ 并保温 1h，冷却至室温，离心收集菌体。
德阿昆哈假单胞（ Pseudomonas dacunhae） 68变异株的培养斜面培养基组成（％）为蛋白胨 0.25，牛肉膏 0.52，酵母膏 0.25,NaCl0.5，
pH7.0，琼脂 2.0。种子培养基与斜面培养基，不加琼脂,250ml三角烧瓶中培养基装量 40ml。摇瓶培养基组成（％）为 L－谷氨酸 3.0，蛋白胨，酪蛋白水解液 0.5，磷酸二氢钾 0.05,MgSO4.7H2O 0.01，用氨水调 pH7.2,500ml三角烧瓶中培养基装量为 80ml。将培养 24h的新鲜斜面菌种接种于种子培养基中,30℃ 振摇培养 8h，再接种于摇瓶培养基中,30℃ 振摇培养 24h，逐级放大。
2）细胞固定化
E coli的细胞固定化取湿菌体 20kg，悬浮于生理盐水中，保温至 40℃,再加入 90L保温至 40℃
的 12％明胶溶液及 10L1.0％戊二醛溶液，充分搅拌均匀，放置冷却凝固，再浸入 0.25％戊二醛溶液中。于 5℃ 过夜后，切成 3～ 5mm的立体小方块，浸入 0.25％戊二醛溶液 5℃ 过夜，蒸馏水充分洗涤，滤干得含天冬氨酸酶得固定化。
假单胞菌体固定取湿菌体 20kg，加生理盐水搅拌至稀释至 40L，另取溶于生理盐水的 5％角叉菜胶溶液 85L，两液均保温至 45℃
后混合，冷却至 5℃ 成胶。浸于 600L2％ KCl和 0.2mol/L
已二胺的 0.5mol/L pH7.0的磷酸缓冲液中,5℃ 下搅拌
10min，加戊二醛至 0.6mol/L浓度,5℃ 搅拌 30min，取出切成 3～ 5mm的立体方块，用 2％ KCl溶液充分洗涤后，
滤去洗涤液，即得固定化脱羧细胞。
3）生物反应堆的制备
4）转化反应
5）产品纯化与精制四、化学合成法
L－脯氨酸
NH C O O H
C
H
2
C
H
2
H O O C C
H
N H
2
C O O H C
H
2
C
H
2
C
H
N H
2
C O O H
O
C H
3
C H
2
O
N
H
C O O H
乙 醇，硫 酸,0 ℃
三乙 胺
KBH
4
,H
2
O
0-5 ℃
+ CH
3
CH
2
OH + H
2
O
L－谷氨酸＋乙醇硫酸三乙胺 L－谷氨酸－ γ－乙酯
KBH4
还原
L－ Pro反应液 五氯酚 沉淀 氨水解析 滤液 活性炭滤液乙醚固形物精制
L－脯氨酸成品第三节 氨基酸输液
R C
H
N H 2
C O O H R CH C O O -
C H 3 +
α氨基酸氨基酸及其衍生物在医药中的应用
（一）氨基酸的营养价值及其与疾病治疗的关系必需氨基酸 — 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，
蛋氨酸，苏氨酸，亮氨酸，异亮氨酸，缬氨酸等 8种。
（二）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，甘氨酸及其铝盐，硫酸甘氨酸铁，维生素 U及组氨酸盐酸盐等。
（三）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，蛋氨酸，乙酰蛋氨酸，瓜氨酸，赖氨酸盐酸盐，及天冬氨酸等。
（四）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,5－羟色氨酸、左旋多巴等。
（五）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酸等。
（六）其它氨基酸类药物的临床应用第二节 氨基酸类药物的生产方法一、水解法
（一）基本原理
1.蛋白质水解方法酸水解法、碱水解法、酶水解法
2.氨基酸分离方法溶解度法、特殊试剂沉淀法、吸附法、离子交换法
3.氨基酸精制方法结晶，重结晶
（二）用水解法
L－胱氨酸的制备：
CH CH
2
H O O C
N H 2
S S CH
2
CH
N H 2
C O O H
人发或猪毛 水解液 L－半胱氨酸粗品滤液 L－半胱氨酸粗品滤液 L－半胱氨酸盐酸水解 氢氧化钠中和盐酸，活性炭 氢氧化钠中和盐酸，活性炭 中和，氨水二、发酵法
L－异亮氨酸的制备培养液灭菌灭菌培养液菌种培养接种 发酵发酵液过滤上层液酸化滤液 离子交换 洗脱液减压蒸馏浓缩液 活性炭脱色 滤液减压浓缩浓缩液氨水中和沉淀 水 结晶 干燥 L－异亮氨酸成品工艺过程
1）菌种培养种子培养基组成（％）为：葡萄糖 2，尿素 0.3，玉米浆
2.5，豆饼水解液 0.1,pH6.5。二级种子培养基加菜籽油，其余同一级种子培养基。
一级种子培养,1000ml三角烧瓶中培养基装量为 200ml，
接种一环牛肉膏斜面 AS1.998菌种，摇床 30℃ 16h。
二级种子培养：接种量 3.5％，培养 8h。逐级放大。
2）灭菌、发酵发酵培养液组成（％）：硫酸铵 4.5，豆饼水解液 0.4，
玉米浆 2.0，碳酸钙 4.5,pH7.2，淀粉水解还原糖粗糖浓度 11.5。灭菌，接种 1％菌种（ v/v），搅拌，发酵。
3）除菌体，酸化发酵结束后，发酵液加热至 100℃ 并维持 10min，冷却过滤，滤液加工业硫酸和草酸至 pH3.5，过滤除沉淀。
4）离子交换、吸附分离上述滤液每分钟以树脂量 1.5％的流速进 H＋ 型 732离子交换柱（ φ40 × 100cm),以 100L去离子水洗柱，再以
60℃,0.5mol/L氨水按 3L/min的流速进行洗脱。分部收集洗脱液。
5）浓缩赶氨
6）脱色、浓缩、中和
7）精制，烘干三、酶法转化天冬氨酸和丙氨酸的制备 CH CH C O O HH O O C CH
2
C
H
C O O HH O O C
N H 2
CH 3 C
H
C O O H
N H 2
天 冬氨 酸 转氨酶
L- 天 冬氨 酸－ β- 脱羧 酶 +
CO 2
延胡索酸＋ NH3
固定化天冬氨酸酶转化转化液 L－ Asp粗品分离
L-Asp精品转化液固定化 L－ Asp－ β－脱羧酶浓缩结晶L－ Ala粗品L－ Ala精品 精制工艺过程
1）菌种培养大肠杆菌（ E,coli） AS 1.881 的培养斜面培养基为普通肉汁培养基摇瓶培养基成分（％）：玉米浆 7.5，反丁烯二酸 2.0，硫酸镁（ 7水） 0.02，氨水调 pH6.0，煮沸后过滤,500ml
三角烧瓶中装液量 50-100ml。从新鲜斜面上或液体中培养种子，接种子于摇瓶培养基中,37℃ 振摇培养 24h，
逐级扩大培养至 1000～ 2000ml规模。培养结束后用
1mol/L HCl调 pH5.0，升温至 45℃ 并保温 1h，冷却至室温，离心收集菌体。
德阿昆哈假单胞（ Pseudomonas dacunhae） 68变异株的培养斜面培养基组成（％）为蛋白胨 0.25，牛肉膏 0.52，酵母膏 0.25,NaCl0.5，
pH7.0，琼脂 2.0。种子培养基与斜面培养基，不加琼脂,250ml三角烧瓶中培养基装量 40ml。摇瓶培养基组成（％）为 L－谷氨酸 3.0，蛋白胨，酪蛋白水解液 0.5，磷酸二氢钾 0.05,MgSO4.7H2O 0.01，用氨水调 pH7.2,500ml三角烧瓶中培养基装量为 80ml。将培养 24h的新鲜斜面菌种接种于种子培养基中,30℃ 振摇培养 8h，再接种于摇瓶培养基中,30℃ 振摇培养 24h，逐级放大。
2）细胞固定化
E coli的细胞固定化取湿菌体 20kg，悬浮于生理盐水中，保温至 40℃,再加入 90L保温至 40℃
的 12％明胶溶液及 10L1.0％戊二醛溶液，充分搅拌均匀，放置冷却凝固，再浸入 0.25％戊二醛溶液中。于 5℃ 过夜后，切成 3～ 5mm的立体小方块，浸入 0.25％戊二醛溶液 5℃ 过夜，蒸馏水充分洗涤，滤干得含天冬氨酸酶得固定化。
假单胞菌体固定取湿菌体 20kg，加生理盐水搅拌至稀释至 40L，另取溶于生理盐水的 5％角叉菜胶溶液 85L，两液均保温至 45℃
后混合，冷却至 5℃ 成胶。浸于 600L2％ KCl和 0.2mol/L
已二胺的 0.5mol/L pH7.0的磷酸缓冲液中,5℃ 下搅拌
10min，加戊二醛至 0.6mol/L浓度,5℃ 搅拌 30min，取出切成 3～ 5mm的立体方块，用 2％ KCl溶液充分洗涤后，
滤去洗涤液，即得固定化脱羧细胞。
3）生物反应堆的制备
4）转化反应
5）产品纯化与精制四、化学合成法
L－脯氨酸
NH C O O H
C
H
2
C
H
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H O O C C
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N H
2
C O O H C
H
2
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2
C
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N H
2
C O O H
O
C H
3
C H
2
O
N
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C O O H
乙 醇，硫 酸,0 ℃
三乙 胺
KBH
4
,H
2
O
0-5 ℃
+ CH
3
CH
2
OH + H
2
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L－谷氨酸＋乙醇硫酸三乙胺 L－谷氨酸－ γ－乙酯
KBH4
还原
L－ Pro反应液 五氯酚 沉淀 氨水解析 滤液 活性炭滤液乙醚固形物精制
L－脯氨酸成品第三节 氨基酸输液
