精氨酸

精氨酸的制备及作用

制药09304班

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摘要：精氨酸作为一种条件性必需氨基酸，不仅是合成蛋白质的重要原料，而且在生理调节方面具有重要的功能。近来年有关精氨酸营养生理功能的研究又取得了许多突破性的进展，本文对精氨酸在促进孕期及新生期胎儿生长、特异性减少脂肪含量、调控肿瘤细胞生长、改善心血管系统疾病、免疫调理等方面的最新研究成果以及过量添加精氨酸对动物机体的影响进行了综述，以促进精氨酸在相关领域的应用及其研究的深入。

关键词：营养；精氨酸；综述

精氨酸分子式为C6H4N40，分子量174．种碱性氨基酸，为目前发现的动物细胞内功能最多的氨基酸。精氨酸不仅作为蛋白质合成的重要原料，同时也是机体内肌酸、多胺和一氧化氮(NO)等物质的合成前体，在动物体营养代谢与调控过程中发挥着重要作用，是新生N：71,动物的必需氨基酸，也是成年N-孚I,动物的条件性必需氨基酸。它是人体和动物体内的半必须氨基酸，也是生物体尿素循环的一种重要中间产物，在医药工业上具有广泛的用途。临床上除了作为复方氨基酸输液的主要组分之一外，L-精氨酸及其盐类广泛地用作氨中毒性肝昏迷的解毒剂和肝功能促进剂，对病毒性肝炎疗效显著，对肠道溃疡、血栓形成、神经衰弱和男性无精病等症都有治疗效果。此外，L-精安酸也是配置营养或特殊治疗用途药的重要原料。

一、精氨酸的性质

白色斜方晶系（二水物）晶体或白色结晶性粉末。熔点244℃。经水重解结晶后，加热于105℃失去结晶水。其水溶液呈强碱性，可从空气中吸收二氧化碳。溶于水（15%，21℃），不溶于乙醚，微溶于乙醇。其等电点为10.67。由于有不对称的碳原子，呈旋光性。

二、精氨酸的制备

利用精氨酸极容易溶于水，而氯化铵或氯化钠及部分氨基酸在水中溶解度较小的特点，将胱氨酸母液pH调节至7。减压浓缩，0℃下结晶沉淀，过滤。如此反复进行，直至将大部分氯化铵或氯化钠结晶沉淀析出，将最后的滤液稀释3～5倍，加入料液质量1％的活性炭，80～100℃搅拌30min，过滤，得精氨酸粗提液。

利用氨基酸是两性电介质的性质，当溶液pH低于氨基酸等电点时，氨基酸以阳离子形式存在，能被阳离子交换树脂吸附；当溶液pH高于氨基酸等电点时，氨基酸以阴离子型存在，能被阴离子交换树脂吸附。将精氨酸进行精制纯化。

三、精氨酸的作用

⑴精氨酸可促进孕期仔猪的生长并提高窝产活仔数和母猪免疫能力。

通过对母猪孕期第40～110天胎儿氨基酸组成与沉积规律的研究发现，随着怀孕阶段的延续，与非氮类干物质相比，胎儿体内氮以及氨基酸的沉积迅速增加，而且精氨酸是主要的氮载体。在怀孕后期，子宫所吸收的精氨酸、脯氨酸和羟脯氨酸几乎全部用于沉积，表明精氨酸可能是后期胎儿生长的限制性氨基酸…。同时，精氨酸作为一氧化氮和多胺等对20，是一血管生长与细胞增殖有重要影响的生物分子前体，可促进孕期的胎盘生长以及营养物质和氧气从胎盘向胎儿的供应。限制母体日粮中的蛋白含量降低了母体内精氨酸与鸟氨酸的水平，减少了一氧化氮合成酶的水平及一氧化氮的含量，同时也降低了与多胺产生相关的鸟氨酸脱羧酶活性及其多胺浓度。在怀孕30～114 d的日粮中添加1％精氨酸可以防止宫内生长受限的发生，从而使活仔数增加22％，窝产平均活仔数从9．37提高到11．40头；并且使窝重从13．19 kg增加到16．38 kg，提高24％f 31。同时在怀孕30d开始至产后21 d 初娩母猪的日粮中添加1％的精氨酸，可以增加母猪白细胞中免疫相关基因的表达，从而提高初娩母猪的免疫能力。

⑵精氨酸可以促进新生期仔猪的生长

精氨酸在促进孕期胎儿生长的同时，对新生儿生长也有很好的促进作用。一般认为母乳是新生儿最好的El粮，能够提供足够量的氨基酸以满足新生儿的生长需要。但近来的研究却表明当猪乳作为仔猪唯一的日粮蛋白来源时，哺乳仔猪并不能够获得最佳的生长性能。首先，哺乳期母猪的乳腺组织可以将从胞质中吸收的精氨酸降解为脯氨酸、鸟氨酸以及尿素，从而导致新生仔猪母源性精氨酸供应不足。其次，在母乳中精氨酸含量较少的情况下，仔猪肠道内源性精氨酸的合成对于维持精氨酸的稳态具有重要的调节意义。但是，与0.2日龄新生仔猪相比，7El龄仔猪小肠合成的精氨酸(新生动物中主要的内源精氨酸来源)下降了约60％～75％，而且在第14天和第21天内源性精氨酸的合成量进一步下降『研。由于外源和内源精氨酸的供应不足，仔猪在出生后3-4d血浆中的精氨酸浓度及其直接的前体物质 (鸟氨酸和瓜氨酸)下降了20％~41％。与此同时，在第7～14天的仔猪胞质中氨的浓度上升18％～46％。由于精氨酸在肝脏尿素循环以及氨脱毒途径中的重要作用，可以推测精氨酸缺乏是哺乳仔猪不能够实现最大生长的主要原因m。人工喂养仔猪试验表明，出生后仔猪的生

长生物学潜能至少是400 g／d(从出生到21日龄时的平均值)，比哺乳仔猪(230s／d)高了74％。根据猪乳中精氨酸供应和哺乳仔猪对精氨酸的需求推测，乳中精氨酸含量仅能够满足不足40％的仔猪需要量。通过在7—21日龄仔猪奶粉日粮中添加0．2％和0．4％的精氨酸，可以剂量依赖性地提高胞质中的精氨酸含量(30％与61％)，减少胞质中氨的含量 (20％与35％)，增加平均日增重(28％与66％)和(15％和32％)闻。同时，第4～14天的新生仔猪口乙酰谷氨酸的类似物N一氨甲酰谷氨酸可以使胞质中的精氨酸含量增加68％，体重增加61％re。进一步的研究发现N一氨甲酰谷氨酸通过提高胞质中瓜氨酸和精氨酸的浓度而发挥作用16,91，并有提高胞质胰素浓度的趋势f9』，这表明通过内源的代谢激活，进而增加内源的精氨酸合成以及仔猪生长，也是一条改善新生仔猪生长的非常有效的途径悯。

⑶精氨酸可以特异性地减少体内腹部和肾周脂肪。

体内能量摄人和消耗的不平衡往往会导致脂肪的蓄积，引发肥胖，继而又常常诱发心血管和糖尿病等疾病的发生，近年来随着肥胖及其相关疾病的蔓延，控制肥胖已经成为全球范围内普遍关注的问题。作为生物活性因子一氧化氮(NO)的前体，精氨酸在控制肥胖方面的效果及其机理研究最近取得了突破性的进展。首先，以二型糖尿病模型大鼠(ZDF大鼠)为研究对象，连续lO周在饮用水中添加1．51％的L一精氨酸，可使大鼠在采食量、饮水量以及能量摄人量等方面没有明显差别的情况下，血清中精氨酸和一氧化氮的浓度分别提高261％和70％；在4、7、10周时体重分别下降6％、10％和16％。进一步的分析发现，精氨酸处理特异性地减少了腹部和肾周脂肪，10周以后，腹部脂肪脂重量减少45％而肾周脂重量减少25％，但是身体其他部位的重量没有受到生了和体重服N一岛Papers·综显著影响。同时，在以食谱诱导的肥胖鼠为模型的研究中，饮用水中添加1．51％的L一精氨酸可以使腹膜后脂肪、肾周脂、皮下脂和肠系膜脂在饲喂12周后降低20％～40％。而人脂肪细胞的研究表明添加0．5 mmol／L和2 mmol／L精氨酸可分别使脂肪降解增加24％和50％。进一步的研究发现，精氨酸理可通过激活AMPK通路而增强糖原和脂肪的降解、减少脂类和糖类物质的合成，减少脂肪细胞的大小、提高胰岛素敏感性而降低胞质中葡萄糖、甘油三酯和瘦素的浓度旧。

精氨酸作用的机理分主要有以下几点：(1)精氨酸产生的NO，可以刺激AMPK的磷酸化，从而通过抑制乙酰CoA羧化酶的活性和激活丙二酰CoA脱羧酶的活性而降低丙二酰CoA的含量，并且降低脂肪与糖原合成相关基因的表达；(2)NO增加了激素敏感脂酶的磷酸化，使其转位至中性脂肪粒，从而激活脂肪降解；(3)NO激活PPARy共激活子a1的表达，从而增加了线粒体的氧化磷酸化；(4)NO增加了胰岛素敏感组织的血流，从而增加了底物代谢。可见，