氨基酸類藥物的生產(chǎn)

1、第二章 天然生物材料的提取制藥,生化藥物概述 氨基酸類藥物的生產(chǎn) 多肽和蛋白質(zhì)類藥物的生產(chǎn) 核酸類藥物的生產(chǎn) 酶類藥物的生產(chǎn) 糖類藥物的生產(chǎn) 脂類藥物的生產(chǎn) 維生素和輔酶類藥物的生產(chǎn),第二節(jié) 氨基酸類藥物的生產(chǎn),氨基酸類藥物的常用生產(chǎn)方法 氨基酸類藥物的常用提取分離方法 典型氨基酸藥物的生產(chǎn)實(shí)例 氨基酸類藥物的檢測(cè),思考題,氨基酸類藥物的常用生產(chǎn)方法,氨基酸類藥物的常用生產(chǎn)方法 蛋白水解提取法 直接發(fā)酵法 微生物發(fā)酵法 微生物轉(zhuǎn)化法 化學(xué)合成法 酶合成法,蛋白水解提取法,1、蛋白水解提取法 原料：毛發(fā)、血粉、廢蠶絲等。 基本過(guò)程：分離、精制、結(jié)晶。 優(yōu)點(diǎn)：原料來(lái)源豐富，投產(chǎn)比較容易。 缺點(diǎn)：產(chǎn)

2、量低，成本高。 產(chǎn)品：胱、亮、酪氨酸,蛋白水解提取法,（1）酸水解法 方法： 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1624h，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(diǎn)： 水解完全，不發(fā)生消旋作用，所得氨基酸均為L(zhǎng)-氨基酸。 缺點(diǎn)： 部分氨基酸被破壞，產(chǎn)生黑色物質(zhì)。,蛋白水解提取法,（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。 （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(diǎn)： 反應(yīng)條件溫和，氨

3、基酸不被破壞，不發(fā)生消旋作用，所需設(shè)備簡(jiǎn)單，無(wú)環(huán)境污染。 缺點(diǎn)： 水解不完全，中間產(chǎn)物多，水解時(shí)間長(zhǎng)。 主要用于蛋白胨和水解蛋白，在氨基酸生產(chǎn)上比較少用。 ,氨基酸類藥物的常用生產(chǎn)方法,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(guò)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。 基本過(guò)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(diǎn)：直接生產(chǎn)L-型氨基酸，原料豐富，成本低。 缺點(diǎn)：產(chǎn)物濃度低，生產(chǎn)周期長(zhǎng)，設(shè)備投資大，有副產(chǎn)物

4、，單晶 體氨基酸的分離比較復(fù)雜。 ,氨基酸類藥物的常用生產(chǎn)方法,3、化學(xué)合成法 是利用有機(jī)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(diǎn)：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(shí)，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(diǎn)：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。 ,氨基酸類藥物的常用生產(chǎn)方法,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(lái)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(dòng)物細(xì)胞進(jìn)行固定化處理，通過(guò)酶促反應(yīng)

5、制備氨基酸。 固定化處理：通過(guò)載體將酶進(jìn)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(yùn)動(dòng)受限制、而又能發(fā)揮催化作用的酶制劑。 優(yōu)點(diǎn)：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。 ,氨基酸類藥物的常用提取分離方法,溶解度和等電點(diǎn)法 特殊沉淀劑法 離子交換法 結(jié)晶與干燥,溶解度和等電點(diǎn)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(wú)多大差別，故將胱氨酸、酪氨酸與其他氨基酸及彼此分開。 另外，

6、氨基酸在等電點(diǎn)時(shí)溶解度最小，易沉淀析出，故利用溶解度制備氨基酸時(shí)，常與氨基酸等電點(diǎn)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 56.3 酸性氨基酸 2.83.2 堿性氨基酸 7.610.8 ,特殊沉淀劑法,氨基酸可以和一些有機(jī)化合物或無(wú)機(jī)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 優(yōu)點(diǎn)是操作簡(jiǎn)便，針對(duì)性強(qiáng)。缺點(diǎn)是沉淀劑比較難以除去。 ,離子交換法,利用離子交換劑對(duì)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

7、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(duì)同一種離子交換劑的吸附力也不同，故可對(duì)氨基酸混合物進(jìn)行分組或單一成分的分離。 例如：在pH56的溶液中，堿性氨基酸帶正點(diǎn)，酸性氨基酸帶負(fù)電，中性氨基酸呈電中性，選擇適宜離子交換樹脂，然后用不同pH緩沖液洗脫。 若要分離酸性氨基酸，應(yīng)選用什么離子交換樹脂？陰離子交換樹脂 ,結(jié)晶與干燥,結(jié)晶是溶質(zhì)以晶體狀態(tài)從溶液中析出的過(guò)程。 結(jié)晶方法：樣品達(dá)到一定的純度、較高的濃度，pH值在pI附近，低溫條件下使其結(jié)晶析出。,結(jié)晶器及其工作原理,胱氨酸結(jié)晶,酪氨酸結(jié)晶,亮氨酸結(jié)晶,結(jié)晶與干燥,干燥方法：常壓干燥、減壓干燥、噴霧干燥、 冷凍干燥 常壓干燥：電熱鼓風(fēng)干燥箱 減壓干燥：真空干燥箱，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀 噴霧干燥：噴霧干燥器，是目前中藥制藥中最佳的干燥技術(shù)之一。 冷凍干燥：冷凍干