2020年第02讲 第二章 第二节 氨基酸类药物的生产(1)参照模板

第二章 天然生物材料的提取制药
生化药物概述 氨基酸类药物的生产 多肽和蛋白质类药物的生产 核酸类药物的生产 酶类药物的生产 糖类药物的生产 脂类药物的生产 维生素和辅酶类药物的生产
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第二节 氨基酸类药物的生产
一． 氨基酸类药物的常用生产方法 二． 药物的检测
另外，氨基酸在等电点时溶解度最小，易沉淀析出，故利用溶解度制 备氨基酸时，常与氨基酸等电点沉淀法结合并用。 氨基酸在不同溶剂中溶解度不同这一特性，不仅用于氨基酸的分离纯 化，还可用于氨基酸的结晶。
中性氨基酸 酸性氨基酸 碱性氨基酸
5～6.3 2.8～3.2 7.6～10.8
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特殊沉淀剂法
氨基酸可以和一些有机化合物或无机化合物生产 具有特殊性质的结晶性衍生物，利用这一性质可 分离纯化某些氨基酸。 例如：
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氨基酸类药物的常用提取分离方法
1. 溶解度和等电点法 2. 特殊沉淀剂法 3. 离子交换法 4. 结晶与干燥
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溶解度和等电点法
溶解度法是根据不同氨基酸在水和乙醇中的溶解度不同，而将氨基酸 彼此分离。 例如：胱氨酸和酪氨酸均难溶于水，酪氨酸在热水中的溶解度较大， 而胱氨酸则无多大差别，故将胱氨酸、酪氨酸与其他氨基酸及彼此分 开。
3、化学合成法
是利用有机合成和化学工程相结合的技术生产氨 基酸。
优点：可以采用多种原料和多种工艺路线，特别 是以石油化工产品为原料时，成本较低，生产规 模大，适合工业化生产，产品易分离纯化。
缺点：生产工艺复杂，形成消旋体，需拆分。
产品：蛋氨酸、甘氨酸、色氨酸、苏氨酸、苯丙
氨酸、丙氨酸、脯氨酸等。
精氨酸＋苯甲醛→苯亚甲基精氨酸↓
苯亚甲基精氨酸＋盐酸→精氨酸盐酸盐＋苯甲醛↑
优点是操作简便，针对性强。缺点是沉淀剂比较 难以除去。
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离子交换法
利用离子交换剂对不同氨基酸的吸附能力不同而 分离纯化氨基酸的方法。氨基酸为两性电解质， 在一定条件下，不同氨基酸的带电性质及解离状 态不同，对同一种离子交换剂的吸附力也不同， 故可对氨基酸混合物进行分组或单一成分的分离。 例如：在pH5～6的溶液中，碱性氨基酸带正点， 酸性氨基酸带负电，中性氨基酸呈电中性，选择 适宜离子交换树脂，然后用不同pH缓冲液洗脱。
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蛋白水解提取法
（1）酸水解法
方法： 在蛋白质原料中加入约4倍质量的6mol/L盐酸或8mol/L硫 酸，于110℃加热回流16～24h，或加压下于120℃水解 12h，使氨基酸充分析出，除酸即得氨基酸混合物。
优点： 水解完全，不发生消旋作用，所得氨基酸均为L-氨基酸。
缺点： 部分氨基酸被破坏，产生黑色物质。
常压干燥：电热鼓风干燥箱 减压干燥：真空干燥箱，旋转蒸发仪 喷雾干燥：喷雾干燥器，是目前中药制药中最佳
的干燥技术之一。 冷冻干燥：冷冻干燥器
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思考题
1. 氨基酸的生产方法有哪些？ 2. 氨基酸类药物常用的提取方法是什么？ 3. 常压干燥、减压干燥、喷雾干燥、冷冻干
燥用仪器是什么？特点如何？
基本过程：菌种的培养、接种发酵、产品提取、分离纯化 菌 种：细菌、酵母、基因工程菌（苏氨酸、色氨酸）。 产 品：谷氨酸、谷氨酰胺、丝、酪氨酸。 优 点：直接生产L-型氨基酸，原料丰富，成本低。 缺 点：产物浓度低，生产周期长，设备投资大，有副产物，单晶
体氨基酸的分离比较复杂。 ■
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氨基酸类药物的常用生产方法
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离子交换法
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电热鼓风干燥箱
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真空干燥箱
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旋转蒸发仪
抽滤装置
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喷雾干燥器
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冷冻干燥器
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9、有时候读书是一种巧妙地避开思考的方法。20.8.1520.8.15Saturday, August 15, 2020
10、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。11:31:1411:31:1411:318/15/2020 11:31:14 AM
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氨基酸类药物的常用生产方法
4、酶合成法
也称酶工程技术，是化学合成法和发酵法的基础上发展建立起来的 一种新生产工艺。
以化学合成的、生物合成的或天然存在的氨基酸前体为原料，将含 特定酶的微生物、植物或动物细胞进行固定化处理，通过酶促反应制 备氨基酸。
固定化处理：通过载体将酶进行限制或固定于特定的空间位置，使 之变成不易随水流失即运动受限制、而又能发挥催化作用的酶制剂。 优点：产物浓度高，副产物少，成本低，周期短，收率高固定化酶或 细胞可连续仿佛使用，节省能源。 产品：天冬氨酸、丙氨酸、苏氨酸、赖氨酸、色氨酸、异亮氨酸等。
若要分离酸性氨基酸，应选用什么离子交换树脂？ 阴离子交换树脂 ■
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结晶与干燥
结晶是溶质以晶体状态从溶液中析出的过 程。
结晶方法：样品达到一定的纯度、较高的 浓度，pH值在pI附近，低温条件下使其结 晶析出。
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结晶器及其工作原理
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胱氨酸结晶
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酪氨酸结晶
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亮氨酸结晶
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结晶与干燥
干燥方法：常压干燥、减压干燥、喷雾干燥、 冷冻干燥
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蛋白水解提取法
（2）碱水解法
方法： 在蛋白质原料中加入6mol/L氢氧化钠或4mol/L氢氧化钡，于100℃加热水解
6h，得氨基酸混合物。
（3）酶水解法
方法： 利用胰酶、胰浆或微生物蛋白酶等，在常温下水解蛋白质制备氨基酸。
优点： 反应条件温和，氨基酸不被破坏，不发生消旋作用，所需设备简单，无环境
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氨基酸类药物的常用生产方法
氨基酸类药物的常用生产方法
蛋白水解提取法 直接发酵法
微生物发酵法 微生物转化法
化学合成法 酶合成法
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蛋白水解提取法
1、蛋白水解提取法
原 料：毛发、血粉、废蚕丝等。 基本过程：分离、精制、结晶。 优 点：原料来源丰富，投产比较容易。 缺 点：产量低，成本高。 产 品：胱、亮、酪氨酸
污染。 缺点：
水解不完全，中间产物多，水解时间长。 主要用于蛋白胨和水解蛋白，在氨基酸生产上比较少用。
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氨基酸类药物的常用生产方法
2、微生物发酵法
直接发酵法：
以糖为碳源、以氨或尿素为氮源，通过微生物的发酵繁殖，直接生产氨基酸的方法。
微生物转化法：
利用菌体的酶系，加入前体物质合成特定氨基酸的方法。