資源描述:
《j-02 天然生物材料的提取制藥 第二節(jié)氨基酸類藥物的生產(chǎn)(1)》由會員上傳分享,免費在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、江蘇農(nóng)林職業(yè)技術(shù)學(xué)院講稿第4頁共4頁第二講2009~2010學(xué)年第二學(xué)期授課內(nèi)容第二章天然生物材料的提取制藥第二節(jié)氨基酸類藥物的生產(chǎn)1授課時數(shù)2教學(xué)目標(biāo)掌握氨基酸生產(chǎn)方法、基本過程、特點,氨基酸提取分離方法教學(xué)重點氨基酸生產(chǎn)方法、提取分離方法教學(xué)難點氨基酸提取分離方法教材教具教學(xué)內(nèi)容(含教學(xué)步驟、時間分配、教法學(xué)法、作業(yè)布置等)復(fù)習(xí)生物藥物的定義和研究范疇、原料來源和特點;生化藥物的定義和特點、分類、一般制備工藝。導(dǎo)入新課:氨基酸是構(gòu)成蛋白質(zhì)的基本組成單位。生物大分子蛋白質(zhì)在生命活動中表現(xiàn)出各種各樣的生理功能,這與構(gòu)成蛋白質(zhì)
2、的氨基酸種類、數(shù)量和排列順序有密切關(guān)系。蛋白質(zhì)和氨基酸之間不斷分解與合成,在機體內(nèi)形成一個動態(tài)平衡體系,任何一種氨基酸的缺乏和代謝失調(diào),都會破壞這種平衡,導(dǎo)致機體代謝紊亂乃至疾病。因此,氨基酸類藥物越來越受到重視。第二章天然生物材料的提取制藥第二節(jié)氨基酸類藥物的生產(chǎn)一、氨基酸類藥物的常用生產(chǎn)方法蛋白水解提取法微生物發(fā)酵法直接發(fā)酵法微生物轉(zhuǎn)化法酶合成法化學(xué)合成法1、蛋白水解提取法原料:毛發(fā)、血粉、廢蠶絲等。基本過程:分離、精制、結(jié)晶。優(yōu)點:原料來源豐富,投產(chǎn)比較容易。缺點:產(chǎn)量低,成本高。產(chǎn)品:胱、亮、酪氨酸(1)酸水解法方法
3、:在蛋白質(zhì)原料中加入約4倍質(zhì)量的6mol/L鹽酸或8mol/L硫酸,于110℃加熱回流16~24h,或加壓下于120℃水解12h,使氨基酸充分析出,除酸即得氨基酸混合物。優(yōu)點:水解完全,不發(fā)生消旋作用,所得氨基酸均為L-氨基酸。缺點:部分氨基酸被破壞,產(chǎn)生黑色物質(zhì)。(2)堿水解法方法:在蛋白質(zhì)原料中加入6mol/L氫氧化鈉或4mol/L氫氧化鋇,于100℃加熱水解6h,得氨基酸混合物。4江蘇農(nóng)林職業(yè)技術(shù)學(xué)院講稿第4頁共4頁(3)酶水解法方法:利用胰酶、胰漿或微生物蛋白酶等,在常溫下水解蛋白質(zhì)制備氨基酸。優(yōu)點:反應(yīng)條件溫和,氨
4、基酸不被破壞,不發(fā)生消旋作用,所需設(shè)備簡單,無環(huán)境污染。缺點:水解不完全,中間產(chǎn)物多,水解時間長。主要用于蛋白胨和水解蛋白,在氨基酸生產(chǎn)上比較少用。2、微生物發(fā)酵法直接發(fā)酵法:以糖為碳源、以氨或尿素為氮源,通過微生物的發(fā)酵繁殖,直接生產(chǎn)氨基酸的方法。微生物轉(zhuǎn)化法:利用菌體的酶系,加入前體物質(zhì)合成特定氨基酸的方法?;具^程:菌種的培養(yǎng)、接種發(fā)酵、產(chǎn)品提取、分離純化菌種:細(xì)菌、酵母、基因工程菌(蘇氨酸、色氨酸)。產(chǎn)品:谷氨酸、谷氨酰胺、絲、酪氨酸。優(yōu)點:直接生產(chǎn)L-型氨基酸,原料豐富,成本低。缺點:產(chǎn)物濃度低,生產(chǎn)周期長,設(shè)備投
5、資大,有副產(chǎn)物,單晶體氨基酸的分離比較復(fù)雜。3、化學(xué)合成法是利用有機合成和化學(xué)工程相結(jié)合的技術(shù)生產(chǎn)氨基酸。優(yōu)點:可以采用多種原料和多種工藝路線,特別是以石油化工產(chǎn)品為原料時,成本較低,生產(chǎn)規(guī)模大,適合工業(yè)化生產(chǎn),產(chǎn)品易分離純化。缺點:生產(chǎn)工藝復(fù)雜,形成消旋體,需拆分。產(chǎn)品:蛋氨酸、甘氨酸、色氨酸、蘇氨酸、苯丙氨酸、丙氨酸、脯氨酸等。4、酶合成法也稱酶工程技術(shù),是化學(xué)合成法和發(fā)酵法的基礎(chǔ)上發(fā)展建立起來的一種新生產(chǎn)工藝。以化學(xué)合成的、生物合成的或天然存在的氨基酸前體為原料,將含特定酶的微生物、植物或動物細(xì)胞進行固定化處理,通過酶
6、促反應(yīng)制備氨基酸。固定化處理:通過載體將酶進行限制或固定于特定的空間位置,使之變成不易隨水流失即運動受限制、而又能發(fā)揮催化作用的酶制劑。優(yōu)點:產(chǎn)物濃度高,副產(chǎn)物少,成本低,周期短,收率高固定化酶或細(xì)胞可連續(xù)仿佛使用,節(jié)省能源。產(chǎn)品:天冬氨酸、丙氨酸、蘇氨酸、賴氨酸、色氨酸、異亮氨酸等。二、氨基酸類藥物的常用提取分離方法1、溶解度和等電點法溶解度法是根據(jù)不同氨基酸在水和乙醇中的溶解度不同,而將氨基酸彼此分離。例如:胱氨酸和酪氨酸均難溶于水,酪氨酸在熱水中的溶解度較大,而胱氨酸則無多大差別,故將胱氨酸、酪氨酸與其他氨基酸及彼此分
7、開。4江蘇農(nóng)林職業(yè)技術(shù)學(xué)院講稿第4頁共4頁另外,氨基酸在等電點時溶解度最小,易沉淀析出,故利用溶解度制備氨基酸時,常與氨基酸等電點沉淀法結(jié)合并用。氨基酸在不同溶劑中溶解度不同這一特性,不僅用于氨基酸的分離純化,還可用于氨基酸的結(jié)晶。中性氨基酸5~6.3酸性氨基酸2.8~3.2堿性氨基酸7.6~10.82、特殊沉淀劑法氨基酸可以和一些有機化合物或無機化合物生產(chǎn)具有特殊性質(zhì)的結(jié)晶性衍生物,利用這一性質(zhì)可分離純化某些氨基酸。例如:精氨酸+苯甲醛→苯亞甲基精氨酸↓苯亞甲基精氨酸+鹽酸→精氨酸鹽酸鹽+苯甲醛↑操作簡便,針對性強。缺點是
8、沉淀劑比較難以除去。3、離子交換法利用離子交換劑對不同氨基酸的吸附能力不同而分離純化氨基酸的方法。氨基酸為兩性電解質(zhì),在一定條件下,不同氨基酸的帶電性質(zhì)及解離狀態(tài)不同,對同一種離子交換劑的吸附力也不同,故可對氨基酸混合物進行分組或單一成分的分離。例如:在pH5~6的溶液中,堿性氨基酸帶正點