L-精氨酸的代谢生产研究

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精氨酸产生菌的代谢机制及选育进展

２２０
食品与药品
ＦｏｎｒｇｏｄａｄＤｕ
２１年第１卷第０期００２５
精氨酸产生菌的代谢机制及选育进展
伊延存，袁建国，李峰，高艳华
（．１山东师范大学生命科学学院，山东济南２０１；２山东省食品发酵工业研究设计院，山东济南２０１；３济南京５０４．５０３．
鲁生物技术研发中心，山东济南２０１）５０３摘要：Ｌ精氨酸是氨基酸的一种，是蛋白质和肌酸的重要组成成分。作为一种条件必需性氨基酸，Ｌ精氨酸在营养生．．理、医药工业和饲料工业方面有重要作用和良好的应用前景，本文综述了精氨酸的代谢机制及精氨酸产生菌的选育研究
功能；．氨酸是淋巴细胞增生、分化及合成细胞因子所氨酸有很大发展潜力［。精７】
必需的氨基酸，在维护肠黏膜完整性方面发挥着重要作用
】
实现精氨酸发酵工业化，先要获得优良的高产菌株。Ｅ前我国产精氨酸菌株的产量约仅３／，与国外产业化菌１０ｇＬ
．
精氨酸是具有多种用途的氨基酸。在膳食中添加三
吨，预计２１年将达到３３０。２０年美国、日本、欧洲０２０吨０７
．
精氨酸可以增加肌肉含量、治疗肥胖症 … 改善机体免疫及
／
精氨酸总产量１４．万吨。由于需求量大，发酵法生产精．
ＹＩｉｇｃｎ，Ｔｎ－ｕＹＵＡＮＪａ－ｕ２ＬＩ即，ｉｎｇｏＦＧＡＯＹａ－ｕ３ｎｈａ

精氨酸的研究进展

精氨酸的研究进展发表时间：2013-10-24T15:09:30.873Z 来源：《医药前沿》2013年第28期供稿作者：耿晓华[导读] 精氨酸是一氧化氮、尿素、鸟氨酸及肌丁胺的直接前体，是合成肌肉素的重要原素，且被用作聚胺、瓜氨酸及谷氨酰胺的合成。

耿晓华（山西焦煤西山煤电职工总医院药剂科 030053）【摘要】精氨酸在体内发挥着非常重要的生作用。

在动物细胞内，精氨酸是目前发现的功能最多的一种氨基酸，其不仅是合成蛋白质的重要原料，也是机体内一氧化氮（NO）、多胺和肌酸等重要物质的合成前体，近年来，有关精氨酸营养和生理功能的研究取得了许多突破性的进展。

它不仅可以作为氮源提供者，改善氮平衡、也包括刺激内分泌腺分泌、拮抗分解代谢。

还可以改善机体免疫功能，为淋巴细胞增殖、分化及合成细胞因子所必需，在维护肠黏膜完整性方面发挥重要作用。

精氨酸能够通过影响肿瘤的生长，明显地增强巨噬细胞、自然杀伤细胞以及细胞毒T淋巴细胞的活性。

研究表明精氨酸具有多种独特的生理作用，已广泛应用于临床营养治疗。

【关键词】精氨酸功能营养增补剂抗肿瘤免疫调节【中图分类号】R3 【文献标识码】A 【文章编号】2095-1752（2013）28-0094-02 概述精氨酸，学名：2-氨基-5-胍基-戊酸。

一种脂肪族的碱性的含有胍基的极性α氨基酸，在生理条件下带正电荷。

L-精氨酸是蛋白质合成中的编码氨基酸，哺乳动物必需氨基酸和生糖氨基酸。

D-精氨酸在自然界中尚未发现。

符号：R。

1.1 合成精氨酸，是由瓜氨酸透个胞质酵素精氨基琥珀酸合成酶（ASS）及精氨基琥珀酸裂解酶（ASL）合成。

这个过程所要求较大的能量，这是因要将每一个分子合成精氨基需要将三磷酸腺苷（ATP）水解成一磷酸腺苷（AMP），即两个三磷酸腺苷当量。

瓜氨酸能从以下各种来源生成：从精氨酸经由一氧化氮合酶（NOS）催成；从鸟氨酸经由脯氨酸或谷氨酰胺/谷氨酸的分解代借催成；从非对称性二甲基精氨酸（ADMA）经由二甲基精氨酸二甲胺水解酶（DDAH）催成。

L-精氨酸合成及高产菌选育与发酵研究进展

库利棒杆菌
ＡＣ１８８及黄色短杆菌ＴＣ３６
ＡＣ１０７中，建精氨酸工程菌。最近，ｋｄＴＣ４６构Ｉｅａ等¨ 以３株谷氨酸棒杆菌突变株为出发菌株进行基因重组，得高产精氨酸菌株。表明将获ＡｒＲ和ａｇ２ａｇｒＢ６组合并导人野生型ｃｌｔｍ — ．ｇｕａｉｃｍ中，ｕ可得到精氨酸高产菌株。来源于亮氨酸
（江师范大学化学与生命科学学院，江金华浙浙３１０）２０４
摘
要
精氨酸是合成蛋白质的重要原料，一些代谢途径的中间代谢物。它在人和动物体内具有重要的生是
理生化功能，食品与医药工业应用十分广泛。对精氨酸高产菌株选育、酵工艺优化、核生物中的合成途在发真径、谢调控机制等方面最新研究进展做了综述。代关键词精氨酸；成途径；控机制；合调菌种选育；酵生产发Ｑ１８５文献标识码Ａ文章编号１０７２（０２０ —０７００５— ０１２１）１００— ５
鸟氨酸，甲酰磷酸的合成，氨鸟氨酸与氨甲酰磷酸
合成精氨酸。精氨酸合成途径见图１。
２１精氨酸的合成．
２１１鸟氨酸的合成．．
在２种模式生物中，氨鸟
生产菌株的基因ｌＣ５，ｅ４６能够提高氨基酸包括精ｕ

代谢工程

代谢工程之利用谷氨酸棒状杆菌来生产L-精氨酸精氨酸是一种为不同工业和医疗产品所应用的重要的氨基酸。

这里我们报道了代谢工程中利用谷氨酸棒状杆菌来生产精氨酸的改进方法。

首先进行的是随机诱变，来增加谷氨酸棒状杆菌对精氨酸类似物的耐受性。

接下来进行是系统性的代谢工程来进一步对菌株进行改良。

涉及精氨酸操纵子调控阻遏物的去除，NADPH水平的最优化，破坏L-谷氨酸的生成来增加精氨酸的前体物质还有限制精氨酸合成反应的通量优化。

最终菌株的流加培养发酵在5L和大规模1500L的生物反应器中进行，分别允许生产92.5g/L和81.2g/L的精氨酸，产量为每g 碳源（葡萄糖加蔗糖）可分别产出0.40g和0.35g精氨酸。

这里描述的系统代谢工程结构对于构建棒状杆菌菌株来进行精氨酸及相关产品的工业生产是有用的。

L-精氨酸是一种工业中重要的半必需氨基酸，它在食品和补加健康食品、制药以及化妆品中有很多应用。

与其他的氨基酸和有价值的化学物质相比，利用谷氨酸棒状杆菌作为精氨酸生产工程菌有很大优势，因为它带有强烈的面向L-谷氨酸形成的通量。

跟大肠杆菌相比，谷氨酸棒状杆菌不含有argA和argE基因，但取而代之，它含有可以编码乙酰转移酶的argJ基因，可以催化两种不同的精氨酸生物合成途径的生化反应。

重要的是，谷氨酸棒状杆菌缺乏精氨酸降解酶以及在大肠杆菌中发现的精氨酸脱氨酶，因此，细胞内生产的精氨酸不能被积极地降解。

可被谷氨酸棒状杆菌利用的碳源范围也相对广阔，包括己糖和戊糖两种。

对于精氨酸的过度生产来说，调节子对精氨酸生物合成操纵子的抑制以及精氨酸对乙酰谷氨酸激酶的反馈抑制在谷氨酸棒状杆菌中被显著地移除了。

在这次研究中，我们针对谷氨酸棒状杆菌ATCC 21831菌株进行代谢工程研究，最初经过随机诱变来增强精氨酸的产量。

逐步地合理地代谢工程建立在针对通过菌株工程步骤实现的精氨酸产量逐步增加的代谢结果的分析的基础上。

由本次研究建立的最终菌株的流加培养获得了有效的精氨酸产量，使用5L和大规模1500L生物反应器使浓度分别达到92.5和81.2g/L。

人体内一氧化氮的合成和代谢途径的研究进展

人体内一氧化氮的合成和代谢途径的研究进展一氧化氮（Nitric Oxide，NO）是一个简单的分子，分子式为NO，是一种气体，在人体中具有重要的生理作用。

NO是由氨基酸L-精氨酸在NO合酶的作用下产生的，NO的主要生理效应是通过激活鸟苷酸环化酶（soluble guanylyl cyclase），增加环磷酸鸟嘌呤（cyclic GMP，cGMP）的生成，从而导致平滑肌松弛和血管扩张。

NO在神经、心血管、免疫、消化、生殖和呼吸系统等多个系统中都发挥着重要的生理作用。

本文将从一氧化氮的合成和代谢途径分别阐述研究进展。

一、一氧化氮的合成L-精氨酸通过NO合酶氧化催化活化生成NO，目前已经发现了三种不同的NO 合酶。

1. 内皮细胞型NO合酶（endothelial NO synthase，eNOS）eNOS主要分布在内皮细胞和平滑肌细胞内，是NO的主要合酶。

eNOS通过N-甲基-L-天冬氨酸（N-methyl-L-arginine，L-NMMA）可被抑制，而且它在细胞黏附、血管放松和抑制血小板凝聚方面发挥重要作用。

2. 神经型NO合酶（neuronal NO synthase，nNOS）nNOS主要分布在神经系统中，参与了很多生理功能，如性行为、对抗炎性、屈光调节、酶促诱导和主观虚拟作用等。

3. 后生型NO合酶（inducible NO synthase，iNOS）iNOS主要由白细胞、单核细胞、巨噬细胞、内皮细胞和平滑肌细胞产生。

二、一氧化氮的代谢途径NO在血管壁内的作用可以归结为NO从内皮细胞进入平滑肌细胞后作用于贯通平滑肌细胞的cGMP。

然而，NO释放后会经过一系列的代谢，最终转化为亚硝酸和亚硝酸盐，或进一步转化成氮氧化物或到达细胞内细胞色素P450通过O_2碳氧合酶（carbon monoxide，CO）或H_2参与更进一步的代谢反应。

1. 亚硝酸的代谢NO转化为亚硝酸后，在酸中，亚硝酸可进一步转化为亚硝酸盐，而在碱性环境中，亚硝酸盐又可进一步转化为替硝酸酯，其中NO的释放较缓慢。

L-精氨酸生产菌种和工艺技术

L-精氨酸生产菌种和工艺技术
精氨酸（L-Arginine）是一种复杂的氨基酸，在蛋白质和酶的反应点可以发现它。

在幼儿生长期，精氨酸是一种必需氨基酸。

精氨酸是鸟氨酸循环中的一个组成成分，具有极其重要的生理功能。

多吃精氨酸，可以增加肝脏中精氨酸酶的活性，有助于将血液中的氨转变为尿素而排泄出去。

所以，精氨酸对高氨血症、肝脏机能障碍等疾病颇有效果。

精氨酸是一种双基氨基酸，对成人来说虽然不是必需氨基酸，但在有些情况如机体发育不成熟或在严重应激条件下，如果缺乏精氨酸，机体便不能维持正氮平衡与正常的生理功能。

病人若缺乏精氨酸会导致血氨过高，甚至昏迷。

婴儿若先天性缺乏尿素循环的某些酶，精氨酸对其也是必需的，否则不能维持其正常的生长与发育。

精氨酸的重要代谢功能是促进伤口的愈合作用，它可促进胶原组织的合成，故能修复伤口。

在伤口分泌液中可观察到精氨酸酶活性的升高，这也表明伤口附近的精氨酸需要量大增。

精氨酸能促进伤口周围的微循环而促使伤口早日痊愈。

精氨酸的免疫调节功能，可防止胸腺的退化（尤其是受伤后的退化），补充精氨酸能增加胸腺的重量，促进胸腺中淋巴细胞的生长。

补充精氨酸还能减少患肿瘤动物的体积，降低肿瘤的转移率，提高动物的活存时间与存活率。

在免疫系统中，除淋巴细胞外，吞噬细胞的活力也与精氨酸有关。

加入精氨酸后，可活化其酶系统，使之更能杀死肿瘤细胞或细菌等靶细胞。

我们的技术水平：
发酵水平：60-70g/L
发酵时间：60-65小时
糖酸转化率：20-25%
提取得率：70-80%。

L精氨酸简介解读

1、直接发酵法
借助微生物自身的合成能力，对菌株诱变处理，选育出各种营养缺陷型及抗氨基酸结构类似物的变异株，以解除代谢调节中的反馈抑制与阻遏，达到过量合成某种氨基酸的目的
2、添加前体发酵法
除了使用葡萄糖做碳源、能源来发酵外，在添加特异的的前提物质（如：精氨酰琥珀酸）
发酵法生产 L-精氨酸的研究进展
3、2006 年，许正宏、窦文芳和陶文沂等钝齿棒状杆菌YD8 为出发菌株，通过选育脯氨酸结构类似物抗性突变株，采用亚硝基胍诱变处理和选育，获得一株能够积累 L-精氨酸的菌株 YDM403，产酸水平可达 29.4g/L 4、目前我国 L-精氨酸产量在 30 g/L~40 g/L
L-
精
氨
酸一、代谢控制育种策略
3、酶法利用微生物中特定的酶作为催化剂，使底物经过酶
催化生成所需的产品
4、蛋白质水解提取法
以毛发、血粉及废蚕丝等蛋白质为原料，通过酸、碱或酶水解成多种氨基酸混合物，经分离纯化获得各种氨基酸
5、化学合成法
利用有机合成和化学工程相结合的技术生产或制备氨基酸的方法
L-
精氨酸合成过程中的酶
谷氨酸
最适生长pH为中性，介于7.0~7.2之间，低于或高于这个范围都不利于种子的生长，以初始pH7.0的种子发酵积累L-精氨酸较其它条件下都好
5、溶氧量对精氨酸发酵的影响及控制
在高供氧（HOS）条件下 L-精氨酸的产量31.1g/L，而在中供氧(MOS)和低供氧(LOS)条件下的 L-精氨酸产量只分别达到 16.0 g/L 和 3 g/L
精
乙酰谷氨酸合成酶
氨
酸
乙酰谷氨酸激酶
的
乙酰谷氨酸半醛脱氢酶
生
物
乙酰鸟氨酸转氨酶

L-精氨酸简介

在食品领域：在食品领域：
1、L-精氨酸是合成蛋白质和肌酸的重要原料是人和动物体、精氨酸是合成蛋白质和肌酸的重要原料精氨酸是合成蛋白质和肌酸的重要原料,是人和动物体内的半必需氨基酸。内的半必需氨基酸。 2、L-精氨酸谷氨酸盐可以作为忌钠患者的调味品；精氨酸-L-谷氨酸盐可以作为忌钠患者的调味品、精氨酸谷氨酸盐可以作为忌钠患者的调味品； 3、L-精氨酸可以添加到运动饮料中、精氨酸可以添加到运动饮料中来提高运动员的耐力、来提高运动员的耐力、爆发力及快速反应能力例：可口可乐公司推出的“阿格里乐” 可口可乐公司推出的“阿格里乐” 运动饮料便是含0.02%精氨酸的饮品；精氨酸的饮品；运动饮料便是含精氨酸的饮品日本明治乳业生产的运动饮料也是含 0.02%精氨酸的饮料精氨酸的饮料 4、以 L-精氨酸为原料制备的阳、精氨酸为原料制备的阳离子表面活性剂具有抗菌性强，离子表面活性剂具有抗菌性强，毒性低等特点，毒性低等特点，是食品化妆品等的优良防腐剂
2、增加前体物的合成、
由代谢图可知，谷氨酸是精氨酸的生物合成的前体，因此，由代谢图可知，谷氨酸是精氨酸的生物合成的前体，因此，选育氟乙酸、氟柠檬酸、重氮丝氨酸、酮基丙二酸、缬氨霉素等敏感突变株，乙酸、氟柠檬酸、重氮丝氨酸、酮基丙二酸、缬氨霉素等敏感突变株，可以增加精氨酸前体的合成，从而有利于精氨酸产量的提高。可以增加精氨酸前体的合成，从而有利于精氨酸产量的提高。
二、由突变菌株发酵生产精氨酸
用谷氨酸棒杆菌的突变株KY10577（Ile+ 、D-Sers、D（用谷氨酸棒杆菌的突变株 Argr、ArgHxr、2-TAr ），由15%糖蜜（以葡萄糖计）积），由糖蜜（糖蜜以葡萄糖计）累精氨酸25g/L。累精氨酸。

精氨酸代谢途径在健康与疾病中的作用

精氨酸代谢途径在健康与疾病中的作用精氨酸是一种非常重要的氨基酸，它在身体内参与多种生理过程，如蛋白质合成、能量代谢和氮代谢等。

在精氨酸代谢途径中，精氨酸可以被合成、降解或转化为其他物质，这些过程在健康和疾病中都起着关键作用。

精氨酸代谢途径简介精氨酸代谢途径包括合成、降解和转化等多个过程，主要涉及到以下几种物质：1. 精氨酸：是一种重要的氨基酸，可以被合成、降解和转化为其他物质；2. 羟基精氨酸：是精氨酸的代谢产物，可以被细菌和酵母等微生物发酵生成；3. 精氨酸酰胺：是精氨酸和ATP合成的产物；4. 色氨酸：可以转化为羟基精氨酸。

精氨酸的合成途径主要包括二氢叶酸途径和L-精氨酸合成途径。

二氢叶酸途径中，精氨酸和甲基四氢叶酸通过多步反应合成。

L-精氨酸合成途径中，精氨酸可从谷氨酸、天门冬氨酸和丙酮酸等前体物质合成。

精氨酸的降解途径主要包括精氨酸酶途径和精胺酸途径。

精氨酸酶途径中，精氨酸可以被精氨酸酶降解为丙酮酸、谷氨酸和尿素等物质。

精胺酸途径中，精氨酸可以被转化成精胺酸，然后再被转化成脯氨酸和尿素等物质。

精氨酸代谢途径在健康中的作用精氨酸代谢途径是保持身体健康的一个重要因素。

以下是精氨酸代谢途径在健康中的几个方面：1. 支持肌肉生长：精氨酸可以促进肌肉生长，并有助于改善疲劳和恢复肌肉损伤。

2. 促进蛋白质合成：精氨酸是细胞内重要的氮源，可以促进蛋白质合成和肌肉修复等过程。

3. 维持氮平衡：精氨酸代谢途径可以帮助维持氮平衡，防止氮平衡失调导致的肾脏和心脏等器官疾病。

4. 降低血压：精氨酸可以转化成血管扩张剂一氧化氮，从而降低血压和预防心血管疾病。

5. 增强免疫力：精氨酸可以增强免疫力，预防和治疗感染等疾病。

精氨酸代谢途径在疾病中的作用精氨酸代谢途径在某些疾病中也会发挥作用。

以下是几个常见的例子：1. 癌症：癌症患者常常会出现精氨酸代谢的异常。

一些研究表明，精氨酸代谢在肿瘤的发生和发展中起着重要作用。

2. 肝脏疾病：肝脏是精氨酸代谢的主要器官之一，许多肝脏疾病会导致精氨酸代谢异常，如乙醇性肝硬化和脂肪肝等。

L-精氨酸

1
内容
✓L-精氨酸代谢 ✓一氧化氮（NO）
●合酶 ●二甲基精氨酸 ●作用 ✓精氨酸的补充 ●输注/口服 ●内皮功能 ✓流行病学
2
3
L-精氨酸的来源
● L-精氨酸被认为是一种半必需氨基酸：对成长中的儿童，怀孕期的妇女和伤者来说是必需的。
●西方的饮食可以提供约4-6克/天的精氨酸，其中40-50%可以被人体吸收。
●乙酰胆碱诱发了冠状动脉的剂量依赖性收缩，而这种作用被L-精氨酸减弱（乙酰胆碱10-4时p<0.01）。
23
对Ach*的反应（%偏离基线）
Ach10-6 Ach10-5 Ach10-4
L-精氨酸之前 L-精氨酸之后
*Ach：乙酰胆碱
24
● Bugar等（1998年）报告注射L-精氨酸能改善外周动脉闭合症患者的周期性跛行症状。
● 13位患者接受了3周的L-精氨酸（2次/周， 8g/次）的静脉注射。
25
● 13位患者未接受注射（对照组）。 ●两组患者都坚持了正常的步行锻炼。 ●结果显示L-精氨酸增加了无痛行走的距
离（幻灯片27）达230±63%（p<0.05）。绝对行走距离也增加到155 ±48% （p<0.05）。
26
● L-精氨酸也显著减少了因胆固醇饮食引发的胸降主动脉的损伤表面积（内膜厚度也减小）。
17
%
去甲肾上腺素预收缩
乙酰胆碱
对照组胆固醇精氨酸
18
斑块（ % 总表面积）
胆固醇
精氨酸
19
● Candipan等（1996年）分别用正常的食物（对照组）或含0.5%胆固醇的食物喂养雄兔10周。之后胆固醇组分别喂以赋形剂或L-精氨酸（2.25%的水溶液）（精氨酸组），如此再喂养13周。

l精氨酸的作用与功效

l精氨酸的作用与功效精氨酸是一种非必需氨基酸，被广泛认为是一种营养素，对于人体的健康和功能发挥着极其重要的作用。

精氨酸通过参与多种代谢途径和机制，对机体的健康有着诸多的作用。

在本文中，我们将探讨精氨酸的作用和功效。

一、精氨酸的基本概述精氨酸，又称鸟氨酸或蜂氨酸，化学名为( S)-α-氨基-δ-酰胺-γ-胍基丁酸，其结构式为C5H14N4O2。

精氨酸是一种天然存在于人体和食物中的氨基酸，是蛋白质合成的重要组成部分。

人体可以通过摄入食物或自身合成的方式获取精氨酸。

二、精氨酸的代谢途径精氨酸在人体内可以通过多种途径进行代谢。

最主要的代谢途径有以下几种：1. 转化为肌酸：精氨酸可以通过脑垂体前叶合成肌酸，在肌肉中起到储备能量的作用，可以提供肌肉收缩所需的能量。

2. 参与尿素循环：精氨酸可以参与尿素循环，将氨基和尿素合成，从而将体内的氨基排除体外，维持氮平衡。

3. 合成精子：精氨酸是精子中含量最高的氨基酸之一，它通过参与精子的形成与成熟，对生殖系统发挥着重要的作用。

4. 生成L-谷氨酸：精氨酸可以与α-酮戊二酸反应生成L-谷氨酸，参与人体的代谢过程。

三、精氨酸的作用与功效精氨酸在人体内有着多种重要的作用与功效，下面我们将逐一介绍。

1. 促进肌肉生长和修复精氨酸可以转化为肌酸，肌酸是肌肉中的能量储备物质，它可以提供肌肉收缩所需的能量。

经过训练或剧烈运动后，肌肉组织会受到一定程度的损伤，而精氨酸的使用可以帮助肌肉更快地修复和生长。

此外，精氨酸还可以促进肌肉细胞的合成，提高肌肉的质量和功能。

2. 增强运动能力精氨酸可以提供肌肉收缩所需的能量，增加肌肉的爆发力和耐力，从而增强运动能力。

研究表明，长期摄入精氨酸可以减少运动疲劳感，延长运动时间，提高运动强度和持久力。

3. 促进蛋白质合成精氨酸是蛋白质的重要组成部分，在人体内参与蛋白质的合成过程。

蛋白质是人体组织的基本结构单元，对于人体的生长、发育和修复起着重要的作用。

氨基酸类饲料添加剂-L-精氨酸

【化学名】一氨基一｛一基戊酸Ｌ— ｊ胍
【英文名】（）ＡｇｉＬ＋一ｒｎｅｉｎ【分子式】：ｃＨ４０Ｎ【结构式】
ＮＨ
．．
Ｏ
。Ｈ
【分子量】７．０１４２
ＧＳＡ等公司。而且，家的重点都在发酵，ＵＳ大因
广，特别是从毛发中提取。我国人发、毛等角鸡
质蛋白资源丰富，取胱氨酸后的母液中精氨提酸的含量高达５左右，提取精氨酸的一个％是良好来源。从查到的资料来看，国外有从蛋白质酸解液中提取氨基酸工艺方面的研究报道很少。蛋白质酸解提取法有沉淀法、子交换离法和电析法等。２发酵法国内对此研究较少，．国外主要是日本的味之素、和和田边公司及德国的Ｄ — 协Ｅ
方法和分离纯化方法 ” 。下面是协和公司的提
取方法：
【质量标准】
指标名称
含量
指标值
９９．０％～ｌ０．０Ｏ％
透光率氯化物
硫酸盐含量
≥９８％
≤ ０．Ｏ２％ ≤ ０．％０２
铁含量
重金属含量
（）酵精氨酸发酵所用菌种一般为枯１发草芽孢杆菌、谷氨酸棒杆菌、色短杆菌和大肠黄
杆菌刀豆氨酸等，酵多在３ｑ７ｈ左右。早发０Ｃ，０

精氨酸的功能及生产研究进展

何含有蛋白质的食物中摄取，正常情况下，人体可以在肝脏中自行合成精氨酸，其合成的速度能满足肌体健康的需求。但是
２．３精氨酸在生殖功能上的作用
１８９６年Ｋｏｓｓｅｌ从鱼精蛋白的水解液中发现了大量的精氨
合成机体组织蛋白、多胺、
一
精氨酸可以提高机体免疫力，补充精氨酸可以促进胸腺中氧化氮等物质，精氨酸在生命体多种代谢活动中发挥着重要的淋巴细胞增长，精氨酸通过一氧化氮途径与许多生理现象如作用。精氨酸是成年人和动物的条件性必需氨基酸，而对于某神经元活动、抗血小板聚集等有关，能够调节一系列免疫过程，些幼年的人和动物，精氨酸是其正常生长所必需的氨基酸。
约占其总氨基酸的８Ｏ％，因此命名为 “ 精氨酸 ” 。国外很早就在长期的压力、疾病感染或是创伤的情况下，精氨酸的自给能酸，开展了有关精氨酸对生殖功能和作用机理及其在男性不育方力降低，在这些时候精氨酸被认为是至关重要的。早产儿体内面的研究。精氨酸是一种男性健康的保健氨基酸，精氨酸可以不能合成精氨酸，使得补充他们营养中的精氨酸变得非常重提高精子活力，改善精子质量，为精子运动提供动能［４。，精氨要。

哺乳动物细胞中的精氨酸合成途径研究

哺乳动物细胞中的精氨酸合成途径研究精氨酸是一种重要的氨基酸，对于细胞的生长和分裂起着重要的作用。

在哺乳动物中，精氨酸可以通过两条不同的途径合成，分别是赖氨酸途径和精氨酸途径。

随着生物技术的进步，越来越多的研究集中于探索哺乳动物细胞中精氨酸合成的途径和调节机制，以便更好地理解这一过程的生理学意义以及其在疾病中的作用。

赖氨酸途径的精氨酸合成赖氨酸途径是一种通过多种酶的协同作用合成精氨酸的途径。

在这一途径中，赖氨酸作为精氨酸的前体分子，首先被酶转化成N-乙酰-L-半胱氨酸，然后再被胱氨酸合成酶转化为L-半胱氨酸。

接下来，L-半胱氨酸经过亚磺酸还原酶还原为L-半胱氨酸亚磺酸，然后分解为L-半胱氨酸和氨基丙酸。

L-半胱氨酸再被胺基转移酶转化为L-赖氨酸，最终通过胺基转移及羟化的酶的作用，合成精氨酸。

赖氨酸途径的精氨酸合成是一种复杂而严谨的过程，需要多种酶的协同作用，其中任何一种酶的缺失或异常都可能导致精氨酸合成障碍，从而影响细胞的正常生理功能。

例如，精氨酸合成酶缺陷症是一种严重的遗传代谢性疾病，患者体内精氨酸合成的酶活性明显降低，导致精氨酸浓度下降，严重时可引发中枢神经系统和免疫系统等多个器官的异常，对患者的生命健康产生严重影响。

精氨酸途径的精氨酸合成除了赖氨酸途径，哺乳动物中还存在着一种能够独立合成精氨酸的途径，即精氨酸途径。

在这一途径中，精氨酸作为前体分子通过一系列的酶催化反应，最终合成正反式二甲基精氨酸，然后通过精胺转移酶转移成为L-精氨酸。

相较于赖氨酸途径，精氨酸途径的精氨酸合成更加简单和高效，同时也具有一定的调节作用。

例如，研究表明，精氨酸途径的精氨酸合成在缺氧和代谢紊乱等应激状态下有所上升，从而提高了细胞的抗应激能力和适应性。

调控精氨酸合成的机制精氨酸的合成和代谢在细胞内是一种高度调节的过程，其中许多调节机制仍未完全阐明，但仍有一些已知的调节机制已经被研究。

例如，精氨酸合成过程中需求大量的ATP，因此细胞内能量水平的变化会直接影响精氨酸合成的速率。

L-精氨酸产生菌的选育及其代谢调控的初步研究的开题报告

L-精氨酸产生菌的选育及其代谢调控的初步研究的开题报告1. 研究背景和意义L-精氨酸是一种重要的营养补充剂，其具有改善体力和增强免疫力等多种生理功能。

目前，市场上的L-精氨酸主要是通过化学合成或提取天然产物得到的。

然而，化学合成过程繁琐、成本高，而天然产物又存在来源有限、纯度不高等问题。

因此，以微生物发酵生产L-精氨酸成为了研究的热点。

目前已知可产生L-精氨酸的微生物主要有肠球菌、大肠杆菌、嗜热菌等。

然而，它们的产量都相对较低，且生产过程中会受到多种因素的限制。

因此，寻找高效产L-精氨酸的微生物菌种及其代谢调控机制，对于实现L-精氨酸的大规模生产和进一步提高其市场竞争力具有重要意义。

2. 研究目的和内容本研究旨在从自然界中筛选出高效产L-精氨酸的微生物菌株，并通过代谢调控等手段进一步提高其产L-精氨酸的能力。

具体研究内容包括：（1）筛选产L-精氨酸高效的微生物菌株。

（2）探索不同培养条件对菌株产L-精氨酸的影响。

（3）采用基因工程技术对L-精氨酸产生菌进行代谢调控，提高其产L-精氨酸的能力。

3. 研究方法和技术路线（1）微生物菌株筛选。

通过从自然界中采集样本、菌落筛选、形态学鉴定、16S rRNA序列分析等多种手段筛选出高效产L-精氨酸的微生物菌株。

（2）培养条件优化。

分别调查培养温度、初始pH、培养时间等因素对L-精氨酸产量的影响，并结合响应曲面法确定最优的培养条件。

（3）基因工程调控。

通过基因克隆、表达筛选关键代谢调控基因，并利用基因工程技术对L-精氨酸产生菌进行代谢调控，进一步提高其产L-精氨酸的能力。

4. 预期结果和意义通过此研究，预计能够筛选出高效产L-精氨酸的微生物菌株，并利用培养条件优化和基因工程调控等手段提高其产L-精氨酸的能力。

这将有助于实现L-精氨酸的大规模生产，为相关产业提供更高效、更低成本的生产方式。

同时，该研究还可为其他类似代谢过程的研究提供一定的借鉴意义。

L-精氨酸简介

L_精氨酸的制备及提取研究（郝刚）
离子交换法从发酵液中提取L-精氨酸（张义萍、张伟国、郝刚） L-精氨酸菌种选育及优化方法（王学辉）
3、酶法利用微生物中特定的酶作为催化剂，使底物经过酶催化生成所需的产品 4、蛋白质水解提取法以毛发、血粉及废蚕丝等蛋白质为原料，通过酸、碱或酶水解成多种氨基酸混合物，经分离纯化获得各种氨基酸
四、精氨酸的分离纯化
1、特殊沉淀法
特殊沉淀法是采用某些有机或无机试剂与相应氨基酸形成不溶性衍生物的一种方法。常用的沉淀剂有苯甲醛
2、电渗析法例如工业上从胱氨酸母液中提取 L-精氨酸时，向含有精氨酸的原理：在中性条件下，酸性氨基酸是阴离子，碱性氨基酸是阳离蛋白水解中和液中加入沉淀剂，使精氨酸与沉淀剂生成溶解度子，中性氨基酸离子净电荷为零，在静电电场作用下，酸性氨基很小的复合物（苯甲基精氨酸）而沉淀，实现精氨酸与其他氨酸向阳极运动，碱性氨基酸向阴极运动，中性氨基酸仍停留在淡基酸的分离。化池中，初步实现分离；然后再将碱性氨基酸通过活性炭处理，精氨酸被吸附，而赖氨酸不被吸附，达到分离与纯化的目的 3、离子交换法
一、精氨酸发酵的代谢控制育种策略
1、解除菌体自身的反馈抑制
精氨酸的生物合成受自身的反馈抑制和反馈阻遏，采用抗反馈调节突变株来解除该反馈调节，使精氨酸得以积累。选育营养缺陷的回复突变株也可以解除该反馈调节，如选育有N-乙酰谷胺酸激酶缺陷的回复突变株。
2、增加前体物的合成
由代谢图可知，谷氨酸是精氨酸的生物合成的前体，因此，选育氟乙酸、氟柠檬酸、重氮丝氨酸、酮基丙二酸、缬氨霉素等敏感突变株，可以增加精氨酸前体的合成，从而有利于精氨酸产量的提高。
2）氮源无机氮优于有机氮，无机氮中硫酸铵为最好。随着硫酸铵浓度的增加精氨酸产量显著增加,但当硫酸铵浓度超过5%时产酸又显著下降。从碳源和氮源上来看，我们在发酵过程中为提高精氨酸的产量应该选择过程中流加的方式。

L-精氨酸在畜禽生产中的应用

关键词：Ｌ一精氨酸；畜禽；代谢；应用
ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＬ— ＡｒｇｉｎｉｎｅｉｎＬｉｖｅｓｔｏｃｋａｎｄＰｏｕｌｔｒｙ
ＷａｎｇＹａｊｉｎｇＳｕｎＬｉｌｉＺｈａｎｇＹａｄｉ
体，如多胺和一氧化氮等。Ｌ一精氨酸是合成一
氧化氮的唯一底物，Ｌ一精氨酸一ＮＯ途径在动物体内发挥着重要的作用。在正常情况下，成年动物对精氨酸的需求可以通过内源性合成得到满足．但在应激条件下，内源精氨酸不能满足机体的需求。因此，精氨酸被认为是条件性必需氨基酸（孔祥峰等，２００９）。
Ｌ一精氨酸在畜禽生产中的应用
王亚静孙丽丽张娅娣２５２０００）（聊城市东昌府区畜牧局，聊城
摘
要：Ｌ一精氨酸是人体和动物体内的半必需或条件性必需氨基酸，也是生物体尿素
循环的一种重要的中间代谢物。Ｌ一精氨酸在畜牧业方面有广泛的应用。
化下代谢产生ＮＯ，并生成瓜氨酸；二是在Ｌ一精氨酸分解酶作用下，Ｌ一精氨酸生成鸟氨酸和尿素，也可通过甘氨酸转脒基酶催化分解为鸟氨酸和肌酐酸：三是由鸟氨酸生成多胺，多胺是腐胺、亚精胺和
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｌ —ａｒｇｉｎｉｎｅｉｓｃｏｎｄｉｔｉｏｎａｌｌｙｅｓｓｅｎｔｉａｌａｍｉｎｏａｃｉｄｓｏｆｈｕｍａｎｓａｎｄａｎｉｍａｌｓ，ｗｈｉｃｈｉｓａｎｉｍｐｏｒｔａｎｔｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅｍｅｔａｂｏｌｉｔｅｉｎｔｈｅｕｒｅａｃｙｃｌｅｏｆｏｒｇａｎｉｓｍｓ．Ｌ — ａｒｇｉｎｉｎｅｉｓｗｉｄｅｌｙｕｓｅｄ