生物制藥工藝學(xué)第四的課件

1、一氨基酸類藥物的基本知識第一節(jié) 氨基酸類藥物的基本概念 H2NCHCOOHR-氨基酸表達(dá)通式Pr的基本組成單位（構(gòu)成天然Pr的20種Aa）均為L-氨基酸(RH,NH2,COOH)Gly（RH）除外不同Aa即有共性又有個性具有立體異構(gòu)現(xiàn)象1第4章氨基酸類藥物氨基酸的立體構(gòu)型（丙氨酸）作為藥物使用的主要是天然氨基酸，即L氨基酸D氨基酸主要用于：1）新型抗生素、抗病毒藥的中間體 2）食品、化妝品領(lǐng)域 3）生化試劑領(lǐng)域D-苯丙氨酸是HIV蛋白酶抑制藥的關(guān)鍵中間體，也是抗腫瘤藥（百士欣）和糖尿病治療藥（納格列那）的原料D-氨基酸構(gòu)成的二肽或者短肽，它們甜度高，安全，無熱量 2第4章氨基酸類藥物構(gòu)成天然蛋

2、白質(zhì)的20種氨基酸3第4章氨基酸類藥物（1）根據(jù)氨基酸在pH5.5溶液中帶電狀況分為 酸性Aa Aa(PI2.8-3.2) 中性Aa(PI6.2-6.8) 堿性Aa Aa(PI9.7-10.7) （2）依R基團(tuán)差異分為 脂肪族Aa 芳香族Aa 雜環(huán)Aa 1、分類（了解）4第4章氨基酸類藥物（1）物理通性： 外觀：白色結(jié)晶性粉末 熔點(及分解點)均200。 溶解度：水中各不相同，有機(jī)溶劑中一般較小。 等電點:均為兩性電解質(zhì)，有各自PI。 旋光性:除Gly外 ，均有旋光性。2、性質(zhì)(熟悉）5第4章氨基酸類藥物（2）化學(xué)通性： 兩性解離及?；?、烷基化、酯化、酰氯化、酰胺化、疊氮化、脫羧及脫氨反應(yīng)、肽

3、鍵結(jié)合反應(yīng)及與甲醛和亞硝酸的反應(yīng)、林海定反應(yīng)等。 H2NCHCOOHRR CH COO- NH3+R CH COO- NH2+ H+R CH COO- NH3+R CH COOH NH3+ H+6第4章氨基酸類藥物（3） 特殊基團(tuán)反應(yīng) 酪氨酸的酚羥基可產(chǎn)生米倫反應(yīng)與福林達(dá)尼斯反應(yīng)； 精氨酸的胍基產(chǎn)生坂口反應(yīng)； 色氨酸的吲哚基與芳醛產(chǎn)生紅色反應(yīng)；含有酪氨酸的物質(zhì)或其他酚類化合物與米倫試劑（亞硝酸汞、硝酸汞及硝酸的混合液 ）一起加熱出現(xiàn)紅色反應(yīng)的現(xiàn)象 酚基將福林試劑中的磷鉬酸及磷鎢酸還原成藍(lán)色化合物的反應(yīng) 以萘酚和次氯酸處理樣品后，精氨酸出現(xiàn)的紅色反應(yīng) 7第4章氨基酸類藥物1、氨基酸的營養(yǎng)價值 必

4、需Aa：人及哺乳動物自身不能合成,需由食物供應(yīng) 包括賴氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、蛋氨酸、蘇氨酸、亮氨酸、異亮氨酸及纈氨酸等8種 非必需Aa：必需Aa以外的氨基酸 半必需Aa：胱氨酸及酪氨酸;精氨酸及組氨酸2、氨基酸的藥理效應(yīng) 治療消化道疾病、肝病、腫瘤等二、氨基酸及其衍生物在醫(yī)藥中的應(yīng)用（了解）8第4章氨基酸類藥物 1）治療消化道疾病的氨基酸及其衍生物 谷氨酸、谷氨酰胺、乙酰谷酰胺鋁、甘氨酸、組氨酸鹽酸鹽 2）治療肝病的氨基酸及其衍生物 精氨酸鹽酸鹽、鳥天氨酸、谷氨酸鈉、蛋氨酸、瓜氨酸、賴氨酸、天冬氨酸9第4章氨基酸類藥物 3）治療腦及神經(jīng)系統(tǒng)疾病的氨基酸及其衍生物 谷氨酸、酪氨酸、色氨酸、5-

5、羥色氨酸、左旋多巴 4）用于腫瘤治療的氨基酸及其衍生物 偶氮絲氨酸、氯苯丙氨酸、磷乙天冬氨酸 5）其它氨基酸類藥物的臨床應(yīng)用 胱氨酸、半胱氨酸 （抗輻射損傷）10第4章氨基酸類藥物 第二節(jié) 氨基酸類藥物的生產(chǎn)方法1、氨基酸生產(chǎn)現(xiàn)狀 2010年我國Aa總產(chǎn)量300萬噸,其中谷氨酸200萬噸,占世界谷氨酸產(chǎn)量的2/3.產(chǎn)量:谷氨酸蛋氨酸賴氨酸天門冬氨酸苯丙氨酸胱氨酸 (谷氨酸是全球產(chǎn)銷量最大的Aa,占80%)2、氨基酸的應(yīng)用領(lǐng)域（1）調(diào)味品及食品添加劑 約占50%（2）動物飼料 約占30%（3）藥用、保健品、化妝品及其他 約占20%概述11第4章氨基酸類藥物3、氨基酸類藥物的生產(chǎn)方法a.天然蛋白質(zhì)

6、水解法b.發(fā)酵法c.酶轉(zhuǎn)化法 d.化學(xué)合成法12第4章氨基酸類藥物一、水解法（一）基本原理與過程 （了解） 天然蛋白（毛發(fā)、血粉、廢蠶絲）（1）水解多種氨基酸混合物（2）分離純化（3）精制 （結(jié)晶）藥用氨基酸13第4章氨基酸類藥物 水解法生產(chǎn)的氨基酸種類 L-胱氨酸、L-精氨酸、L-亮氨酸、L-異亮氨酸、L-組氨酸、L-脯氨酸及L-絲氨酸等。 蛋白質(zhì)水解方法（熟悉） 酸水解法 堿水解法 酶水解法 14第4章氨基酸類藥物1、蛋白質(zhì)水解方法（熟悉）（1）酸水解法 蛋白質(zhì)原料610mol/L HCL或8molLH2SO4 水解110120，1224h除酸多種氨基酸混合物水解液 特點分析 優(yōu)點：水解迅

7、速、徹底，產(chǎn)物均為L-氨基酸，無消旋作用缺點：色氨酸全部被破壞，絲氨酸及酪氨酸部分被破壞,有大量廢酸產(chǎn)生，污染環(huán)境。色氨酸絲氨酸15第4章氨基酸類藥物（2）堿水解法 蛋白質(zhì)原料6mol/L NaOH或4mol/L BaOH 水解100， 6h多種氨基酸混合物 特點分析 優(yōu)點：水解迅速、徹底，色氨酸不被破壞 缺點：羥基或巰基的氨基酸全部被破壞，且產(chǎn)生消旋作用（工業(yè)上多不采用）。酪氨酸16第4章氨基酸類藥物（3）酶水解法 特點分析 優(yōu)點：反應(yīng)條件溫和，無需特殊設(shè)備，氨基酸不破壞，無消旋作用。 缺點：水解不徹底，產(chǎn)物中除氨基酸外，還較多肽類。 蛋白質(zhì)原料 蛋白水解酶T，pH氨基酸和小肽工業(yè)上很少用該

8、法生產(chǎn)氨基酸而主要用于生產(chǎn)水解蛋白及蛋白胨。17第4章氨基酸類藥物 2、氨基酸分離方法 （掌握）（1）溶解度法 原理：不同氨基酸在水中或其它溶劑中的溶解度差異 例：胱氨酸和酪氨酸均難溶于水，但在熱水中酪氨酸溶解度較大，而胱氨酸溶解度變化不大 18第4章氨基酸類藥物（2）特殊試劑沉淀法 原理：某些有機(jī)或無機(jī)試劑與相應(yīng)氨基酸形成不溶性衍生物 例：亮氨酸能與鄰二甲苯4-磺酸形成不溶性鹽沉淀組胺酸與HgCL2形成不溶性汞鹽沉淀 精氨酸與苯甲醛生成苯亞甲基精氨酸沉淀利用此反應(yīng)可從混合氨基酸溶液(如豬血粉水解液)中分別分離L-亮氨酸,組氨酸,精氨酸19第4章氨基酸類藥物（3）吸附法 原理：吸附劑對不同氨基

9、酸吸附力的差異 例：顆?；钚蕴繉Ρ奖彼?、酪氨酸及色氨酸的吸附力大于對其它非芳香族氨基酸的吸附力,可從氨基酸混合液中分離上述氨基酸 指表面能發(fā)生吸附作用的固體，一般為多孔微?；蚨嗫啄?，具有較大比表面積物理吸附化學(xué)吸附離子交換吸附20第4章氨基酸類藥物（4）離子交換法 原理：利用離子交換劑對不同氨基酸吸附能力的差異。在特定條件下，不同氨基酸的帶電性質(zhì)及解離狀態(tài)不同，因此同一種離子交換劑對不同氨基酸的吸附力不同，可實現(xiàn)氨基酸混合物的分組或單一成分分離靜電相互作用力差異離子交換樹脂通常用于氨基酸等小分子物質(zhì)的分離離子交換纖維,離子交換葡聚糖,離子交換樹脂離子交換樹脂上所帶的功能基團(tuán)通常分為強(qiáng)酸性(R

10、-SO3H),弱酸性(-COOH),強(qiáng)堿性(三甲胺基)和弱堿性(伯胺基,仲胺基,叔胺基)21第4章氨基酸類藥物(1) 惰性不溶性載體（骨架）(2) 功能基團(tuán)或活性基團(tuán)（與骨架相聯(lián)）(3) 平衡離子或活性離子（與功能基團(tuán)所帶電荷相反的可移動的離子）離子交換劑的結(jié)構(gòu)組成共價結(jié)合平衡離子22第4章氨基酸類藥物離子交換基本過程Starting conditionsAdsorptions on sample substancesStart of desorptionEnd of desorptionregenerations23第4章氨基酸類藥物3、氨基酸的精制方法 a.結(jié)晶和重結(jié)晶技術(shù); b.結(jié)晶與溶

11、解度法相結(jié)合的技術(shù)。 24第4章氨基酸類藥物（1）結(jié)晶和重結(jié)晶 丙氨酸在稀乙醇或甲醇中溶解度較小，且pI為6.0，故丙氨酸可在pH6.0時，用50冷乙醇結(jié)晶或重結(jié)晶加以精制。25第4章氨基酸類藥物（2) 溶解度與結(jié)晶技術(shù)相結(jié)合的方法 在沸水中苯丙氨酸溶解度大于酪氨酸100倍 苯丙氨酸粗品(含少量酪氨酸)15倍體積熱水調(diào)pH4.0溶解脫色過濾濾液濃縮濃縮液95乙醇，4結(jié)晶95乙醇 洗滌烘干苯丙氨酸精品除去大部分酪氨酸26第4章氨基酸類藥物（二）用水解法生產(chǎn)氨基酸的品種及工藝（了解） L-亮氨酸（L-Leucine，L-leu）的制備（1）結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 來源：玉米麩質(zhì)及血粉，角甲、棉籽餅和雞毛。 外

12、觀：白色片狀結(jié)晶27第4章氨基酸類藥物 溶解性 25水中溶解度為2.19，乙醇中為0.017; 75水中為3.82，在醋酸中為10.9，不溶于乙醚。 pI為5.98，熔點為293 a2016o（C=0.5-2.0,在5mol/HCL中）a2511o（C=0.5-2.0,在水中） 28第4章氨基酸類藥物 （2）工藝路線水解：110-120 回流水解趕酸：減壓濃縮至糊狀，加水稀釋，重復(fù)趕酸三次吸附、脫色：顆?；钚蕴恐?，進(jìn)樣吸附至流出液出現(xiàn)苯丙氨酸為止，去離子水洗至流出液pH4.0為止，穿柱液與洗滌液合并沉淀：特殊試劑沉淀法（鄰二甲苯4磺酸）解析：沉淀水洗兩次，抽濾，濾餅加去離子水，氨水調(diào)pH至6-

13、8，70-80保溫攪拌1，冷卻，過濾，沉淀再水洗兩次29第4章氨基酸類藥物二、發(fā)酵法 （）基本原理與過程 1、發(fā)酵的基本原理 利用微生物細(xì)胞中酶的作用，將培養(yǎng)基中有機(jī)物轉(zhuǎn)化為細(xì)胞或其它有機(jī)物的過程。發(fā)酵法是一個從頭合成的生物過程，涉及多種酶的參與，其原料主要是碳源、氮源、無機(jī)鹽和微生物菌種30第4章氨基酸類藥物 初生氨基酸 微生物通過固氮、硝酸還原及自外界吸收氨使酮酸氨基化成相應(yīng)的氨基酸(Gly, L-Ala, L-Asp ，L-Glu) 或微生物通過轉(zhuǎn)氨酶作用，將一種氨基酸的氨基轉(zhuǎn)移到另一種酮酸上，生成的新氨基酸 (L-Ala, L-Asp ) 次生氨基酸 在微生物作用下，以初生氨基酸為前體

14、轉(zhuǎn)化成的其它氨基酸(此類Aa占大多數(shù)）谷丙轉(zhuǎn)氨酶可使Glu氨基轉(zhuǎn)移到丙酮酸上生成LAla谷草轉(zhuǎn)氨酶可使Glu的氨基轉(zhuǎn)移到草酰乙酸上生成LAspL-Asp是L-Lys的前體，LGlu是LPro的前體31第4章氨基酸類藥物圖1微生物界糖代謝中間產(chǎn)物及氨基酸之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系32第4章氨基酸類藥物2、發(fā)酵法的基本過程 基本過程 培養(yǎng)基配制與滅菌處理菌種誘變與選育菌種培養(yǎng)、滅菌及接種發(fā)酵產(chǎn)品提取及分離純化工業(yè)發(fā)酵培養(yǎng)基中碳源：淀粉水解糖、糖蜜、甘薯粉等氮源一般為硫酸銨、尿素或豆餅水解液Aa生產(chǎn)菌種主要為細(xì)菌，其次是酵母菌1)野生型2)誘變菌株3)雜種菌株 4)基因工程菌平板或斜面培養(yǎng)種子培養(yǎng)發(fā)酵培養(yǎng)產(chǎn)谷氨

15、酸棒狀桿菌,短桿菌產(chǎn)纈氨酸棒狀桿菌突變株AS1.586北京棒狀桿菌和鈍齒棒狀桿菌原生質(zhì)體融合蘇氨酸,色氨酸工程菌已工業(yè)化33第4章氨基酸類藥物 氨基酸發(fā)酵方式： 液體通風(fēng)深層培養(yǎng)法 搖瓶培養(yǎng)發(fā)酵罐 種子罐培養(yǎng)菌種篩選34第4章氨基酸類藥物（二）發(fā)酵法生產(chǎn)的氨基酸品種及工藝 絕大部分氨基酸均可通過發(fā)酵法生產(chǎn) 發(fā)酵法生產(chǎn)Aa存在的問題： 產(chǎn)物濃度低，設(shè)備投資大，工藝管理要求嚴(yán)格，生產(chǎn)周期長，成本高。35第4章氨基酸類藥物1、L-異亮氨酸（L-Isoleucine，L-Ile）的制備（1） 結(jié)構(gòu)與性質(zhì)：外觀：菱形葉片狀或片狀晶體（乙醇中） 溶解性：L-Ile溶于熱醋酸，20乙醇中溶解度為0.072，

16、25水中為4.12，75水中為6.08，不溶于乙醚。 36第4章氨基酸類藥物（2）工藝路線菌種培養(yǎng)：一級種子培養(yǎng)（斜面搖瓶,30,16h）二級種子培養(yǎng)（接種量3.5，8h)接種：5m3發(fā)酵罐,發(fā)酵液裝量3噸，接種量1，發(fā)酵條件：180rpm, 通氣量0.2vvm，30-31,60h過濾：發(fā)酵液加熱至100，維持10min,冷卻過濾（1），濾液，調(diào)pH3.5，過濾（2）去沉淀純化：H+732陽離子交換法，濾液流速:樹脂量的1.5/min洗滌：用100L去離子水洗脫：用60，0.5mol/氨水3L/min洗脫37第4章氨基酸類藥物（3）工藝過程 菌種培養(yǎng) 種子培養(yǎng)基 一級種子培養(yǎng)基（%）：葡萄糖

17、2 尿素 0.3 玉米漿 2.5 豆餅水解液0.1（以干豆餅計） pH6.5。 二級種子培養(yǎng)基：另加菜籽油0.4，其余同一級種子培養(yǎng)基。38第4章氨基酸類藥物 一級種子培養(yǎng)：1000ml三角瓶中培養(yǎng)基裝量為200ml，接種斜面AS1.998菌種，30培養(yǎng),16h。 二級種子培養(yǎng)：接種量3.5，培養(yǎng)8h，如此逐級放大培養(yǎng)得足夠量菌種。一級種子培養(yǎng)(搖瓶）一級種子罐擴(kuò)大培養(yǎng)（二級發(fā)酵）二級種子罐擴(kuò)大培養(yǎng)（三級發(fā)酵）種子罐接種方式：（1）降壓法將茄子瓶接種針插入接種口，降低種子罐壓力，菌懸液自動從茄子瓶注入種子罐（2）火焰封口接種法種子罐接種口周圍設(shè)有溝槽，接種前向其中注入少量酒精，用火點燃，在接種

18、口形成一圈火焰，在火焰圈中將種子液倒入即可二級種子培養(yǎng)（種子罐）39第4章氨基酸類藥物 滅菌、發(fā)酵 發(fā)酵培養(yǎng)液組成（%）: 硫酸銨 4.5 豆餅水解液 0.4，玉米漿 2.0 碳酸鈣 4.5 pH7.2，淀粉水解還原糖初糖濃度 11.5。 滅菌：118120，1.1105Pa壓力，30min，立即通冰鹽水冷卻至25。 注意培養(yǎng)基的優(yōu)化40第4章氨基酸類藥物Response surface methodology (RSM)響應(yīng)面法(Response Surface Methodology, RSM) 是一種尋找多因素系統(tǒng)中最佳條件的數(shù)學(xué)統(tǒng)計方法，也稱回歸設(shè)計。它能有效地結(jié)合數(shù)學(xué)方法和統(tǒng)計分析，

19、以最經(jīng)濟(jì)的方式，用很少的實驗數(shù)量和時間對實驗進(jìn)行全面研究，定向地優(yōu)化響應(yīng)因子 Y = A0 + Ai Xi + AiiXii 2+ AijXiXj 41第4章氨基酸類藥物 發(fā)酵： 接種量：1，180rpm，3031，通氣量：0.2L（minL）, 發(fā)酵60h，在2450h之間不斷補(bǔ)加尿素至0.6，氨水至0.27。工業(yè)發(fā)酵罐接種方式：通過裝有閥門（隔膜閥或球心閥）的接種管道接種，種子罐壓力發(fā)酵罐壓力0.05MP以上，利用壓差將種子液輸入發(fā)酵罐注意發(fā)酵條件的優(yōu)化42第4章氨基酸類藥物 除菌體、酸化 發(fā)酵液加熱至100并維持10min，冷卻過濾濾液加工業(yè)硫酸和草酸至pH3.5，過濾除沉淀。等電點沉淀

20、預(yù)處理：熱沉淀43第4章氨基酸類藥物 離子交換、吸附分離 吸附：H十-型732離子交換樹脂柱（40100cm）洗滌：水洗洗脫：60、0.5molL氨水，分部收集洗脫液。離子交換樹脂柱44第4章氨基酸類藥物三、酶轉(zhuǎn)化法 (掌握） （一）基本原理及過程 原理：在特定酶的作用下使某些化合物轉(zhuǎn)化成相應(yīng)氨基酸（即利用酶或細(xì)胞作為催化劑實現(xiàn)化學(xué)轉(zhuǎn)化的過程） 過程： 氨基酸前體相應(yīng)底物固定化酶或細(xì)胞Aa反應(yīng)液分離純化Aa成品反應(yīng)器45第4章氨基酸類藥物 酶轉(zhuǎn)化法與直接發(fā)酵法的異同： 本質(zhì)相同，都是利用酶催化化學(xué)反應(yīng) 過程不同： 酶轉(zhuǎn)化法為單酶或多酶的高密度轉(zhuǎn)化（反應(yīng)過程） 發(fā)酵為多酶低密度轉(zhuǎn)化（生命過程）4

21、6第4章氨基酸類藥物 酶轉(zhuǎn)化法的優(yōu)點： 工藝簡單，產(chǎn)物濃度高，轉(zhuǎn)化率及生產(chǎn)效率較高，副產(chǎn)物少。固定化酶或細(xì)胞可進(jìn)行連續(xù)操作，節(jié)省能源和勞務(wù)，并可長期反復(fù)使用。47第4章氨基酸類藥物（二）酶轉(zhuǎn)化法生產(chǎn)的氨基酸品種及工藝 目前酶催化法生產(chǎn)的氨基酸已達(dá)10多種： 酶催化的合成法：延胡羧酸+銨鹽L-天冬氨酸天冬氨酸酶L-天冬氨酸L-丙氨酸天冬氨酸-脫羧酶L-精氨酸L-瓜氨酸精氨酸脫亞胺酶吲哚+L-絲氨酸L-色氨酸色氨酸合成酶甘氨酸+甲醇L-絲氨酸絲氨酸轉(zhuǎn)羥甲基酶甘氨酸+乙醛L-蘇氨酸蘇氨酸醛縮酶48第4章氨基酸類藥物酶催化的手性拆分法：可拆分的外消旋體Aa: DL-蛋氨酸、DL-纈氨酸、DL-苯丙氨酸

22、、DL-色氨酸、DL-丙氨酸及DL-蘇氨酸等拆分用酶:氨基?；?9第4章氨基酸類藥物1、L-天冬氨酸及L-丙氨酸的制備（1） 結(jié)構(gòu)與性質(zhì) L天冬氨酸（L-Aspartic acid，Asp）的結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 化學(xué)名：-氨基丁二酸或氨基琥珀酸外觀：純品為白色菱形葉片狀結(jié)晶50第4章氨基酸類藥物 溶解性：溶于水及鹽酸，不溶于乙醇及乙醚。 等電點:2.77，熔點:269271。旋光性：在堿溶液中左旋，在酸性液中為右旋25D = +5.05（C0.52.0，在水中） 25D= +25.4（C0.52.0，在5molL HCl中）。 酸性Aa理化性質(zhì)51第4章氨基酸類藥物 L-丙氨酸（L-Alanine，

23、簡稱L-Ala）的結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 外觀：菱形結(jié)晶（水和乙醇）等電點:6.0，中性氨基酸溶解性： 易溶于水，微溶于乙醇，不溶于丙酮及乙醚。旋光性： 25D =+18（C0.52.0，在水中） 25D=14.6(C0.52.0，在5mol/L HCl中） 52第4章氨基酸類藥物（2）L-Asp和L-Ala的酶轉(zhuǎn)化反應(yīng) L-AlaL-ASP53第4章氨基酸類藥物（3）工藝路線54第4章氨基酸類藥物（4）工藝過程 酶的制備天冬氨酸酶的發(fā)酵生產(chǎn)菌種：大腸桿菌（Esscherichia coli）AS1.881L-天冬氨酸-脫羧酶的發(fā)酵生產(chǎn)菌種：德阿昆哈假單胞菌68變異株上述兩種酶為胞內(nèi)酶 55第4章氨基酸類

24、藥物發(fā)酵培養(yǎng)液調(diào)pH5.045保溫1h,室溫含天冬氨酸酶的菌體10002000L一級種子發(fā)酵法生產(chǎn)天冬氨酸酶的過程：擴(kuò)培發(fā)酵新鮮斜面56第4章氨基酸類藥物發(fā)酵培養(yǎng)液調(diào)pH4.7530保溫1h,含L-天冬氨酸-脫羧酶的菌體10002000L一級種子30 8h二級種子30 24hL-天冬氨酸-脫羧酶的發(fā)酵生產(chǎn)發(fā)酵57第4章氨基酸類藥物細(xì)胞固定Ecoli（含天冬氨酸酶）的細(xì)胞固定 12明膠， 1戊二醛 含L-天冬氨酸-脫羧酶假單胞菌的固定化 45 5角叉菜膠，戊二醛, 58第4章氨基酸類藥物 生物反應(yīng)堆的制備 生物反應(yīng)堆1：將含天冬氨酸酶的固定化Ecoli裝填于填充床式反應(yīng)器（40200cm ）.

25、生物反應(yīng)堆2：將含L-天冬氨酸-脫羧酶固定化假單胞菌裝填于耐受1.515105Pa壓力的填充床式反應(yīng)器（30180cm）填充床反應(yīng)器59第4章氨基酸類藥物轉(zhuǎn)化反應(yīng) 延胡索酸銨底物溶液(37 pH8.5)生物反應(yīng)堆1轉(zhuǎn)化液L-Asp轉(zhuǎn)化率95磷酸吡哆醛pH6.037 生物反應(yīng)堆2轉(zhuǎn)化率95連續(xù)流 轉(zhuǎn)化液L-Ala分離天冬氨酸酶L-天冬氨酸-脫羧酶60第4章氨基酸類藥物 產(chǎn)品純化與精制 L-Asp轉(zhuǎn)化液濾液過濾調(diào)pH2.85結(jié)晶過夜過濾結(jié)晶冷水洗滌抽干105干燥L(fēng)-Asp粗品稀氨水溶解活性炭脫色濾液過濾5結(jié)晶過夜過濾結(jié)晶真空干燥藥用L-Asp L-Ala的純化與精制略61第4章氨基酸類藥物（5）作

26、用與用途 用于治療慢性肝炎、肝硬化及高血氨癥。同時L-Asp和L-Ala都是復(fù)合氨基酸輸液的原料。 62第4章氨基酸類藥物2.酶拆分法制備L-苯丙氨酸（L-phenylalanine，L-phe） （1）結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 必需氨基酸外觀:白色葉片狀晶體，無臭，微苦pI為5.48；溶解性：在25水中溶解度為2.96，在75水中為6.62，微溶于甲醇及乙醇，不溶于乙醚。旋光性：25D-4.47(在5mol/L HCl中）25D-34.5（在水中）63第4章氨基酸類藥物（2）酶拆分DL-Phe的原理（a-d）：掌握* a. 乙?；疍L-Phe +醋酸酐乙酰-DL-Phe（Ac-DL-Phe） b. 立體選

27、擇性水解氨基?；缚蓪Ｒ恍运釧c-L-Phe的酰胺鍵生成L-Phe，而不水解Ac-D-Phe的酰胺鍵 Ac-L-Phe64第4章氨基酸類藥物c. 分離利用L-Phe與Ac-D-Phe在水中溶解度的差異進(jìn)行分離。 d. 劣對映體的消旋化及再水解Ac-D-Phe可經(jīng)消旋化生成Ac-DL-Phe，再行水解和分離，如此反復(fù)進(jìn)行，可將DL-Phe全部轉(zhuǎn)化為L-Phe。65第4章氨基酸類藥物（3）工藝路線 66第4章氨基酸類藥物（4）工藝過程 固定化氨基?；傅闹苽?載體：DEAE-Sephadex A-50 酶的固定化： 酶液按比例與載體混合攪拌吸附過濾洗滌固定化酶67第4章氨基酸類藥物 Ac-DL-

28、Phe的制備 DL-Phe冰醋酸醋酸酐171，wvv90，45h濃縮濃縮液冷卻、結(jié)晶60真空干燥AcDLPhe乙?；磻?yīng)反應(yīng)液68第4章氨基酸類藥物 酶水解 1000L反應(yīng)罐水解反應(yīng)700L 0.1mol/LAc-DL-Phe鈉鹽溶液6mol/LHCl攪拌下滴加1520kg固定化氨基?；?0pH6.77.045h過濾濾液待分離LPhe69第4章氨基酸類藥物 分離純化 轉(zhuǎn)化后濾液6mol/L HCl調(diào)pH至4.8-5.1減壓濃縮35L濃縮液結(jié)晶過濾洗滌10L冷乙醇抽干烘干LPhe粗品濾液洗滌液AC-D-Phe803-4h0濃縮70第4章氨基酸類藥物 精制 LPhe粗品溶解活性炭脫色趁熱過濾濾液

29、結(jié)晶濾取結(jié)晶冷乙醇洗滌干燥 LPhe晶體重結(jié)晶藥用L- PheAcDPhe的消旋化 純化及精制后母液濃縮醋酸酐酰化濃鹽酸調(diào)pH 結(jié)晶 AcDLPhe 71第4章氨基酸類藥物（5）作用與用途 a. L-Phe為復(fù)合氨基注射液的重要原料之一 b.合成苯丙氨酸氮芥及對氟苯丙氨酸等抗癌藥的原料。72第4章氨基酸類藥物四、化學(xué)合成法 （一）基本原理與過程 原料:-鹵代羧酸、醛類、甘氨酸衍生物、異氰酸鹽等反應(yīng)過程：氨解、水解、縮合、取代及氫化還原等化學(xué)反應(yīng) 73第4章氨基酸類藥物 化學(xué)合成法的分類 一般合成法：鹵代酸水解法、氰胺水解法、乙酰氨基丙二酸二乙酯法等；產(chǎn)物均為DL-型氨基酸混合物。 不對稱合成法：直接合成、-酮酸反應(yīng)及不對稱催化加氫等方法。產(chǎn)物為L-