氨基酸的生物活性及应用    氨基酸是构成蛋白质的基本单元，也是合成机体抗体，激素和酶的原料，在人体内有特殊的生理功能，是维持生命现象的重要物质。氨基酸以肽键结合而存在于各种功能与结构不同的蛋白质分子中。蛋白质是生命的基础物质，它对机体的生长、维持、防御及生理功能极为重要。    迄今，氨基酸及其衍生物的品种超过100多种。广泛地应用于食品、饲料、化工、农业及     医药等方面。氨基酸作为药物在医疗保健事业中是一类占有重要地位和充满希望的分支。    由于人们对氨基酸广泛参与机体正常代谢和许多生理机能的认识不断加深，氨基酸代谢紊乱与疾病的关系以及在防治某些疾病中的重要作用等，愈来愈被人们所瞩目。众所熟知，氨基酸对处于蛋白质—能量营养不良（Protein-Enerey Malnutrition, PEM)状态病人的营养支持，早日康复，降低发病率与死亡率，具有非常重要的意义。目前，随着中国肠外和经肠营养支持疗法的推广应用，氨基酸如同维生素、激素一样，已成为现今临床治疗上不可缺少的药品。    氨基酸作为某些疾病的治疗药物以及作为合成多肽类药物的中间原料，应用也较广泛。至今已能工业生产的多肽类药物有谷胱甘肽（3肽）、促胃液素（5肽）、催产素（9肽）、抗利尿素（9肽）、ACTH（24肽）及降钙素（32肽）等已用于临床。

用盐酸调pH2.5，加碳脱色，滤液加乙醇存放结晶，过滤，醇洗，烘干，得L-赖氨酸盐酸盐：洗脱液浓缩成糖浆状，加盐酸调pH3.8～4.1，加4～5倍量75%乙醇，放置，冷却结晶，得赖氨酸粗品。将粗品加水溶解，用少量乙醇洗浓缩器，合并，静置，结晶。将结晶打碎抽滤至干，倒出结晶加70%乙醇搅成糊状，抽滤去乙醇溶液，用70%乙醇洗一次，再用95%乙醇洗一次，抽干，烘干，得L-精氨酸盐酸精品。    以上制得L-缬氨酸4.5kg(得率14.7%)，L-亮氨酸12kg(得率25%)，L-组氨酸盐酸盐5kg(得率19.6%)，L-精氨酸盐6kg以上（得率37.5%).    从猪血粉水解液制备L-组氨酸及亮氨酸    操作过程：    水解 取猪血粉1.7kg，工业盐酸5l和蒸馏水2l混合，油浴回流24h，加水稀释至12l，加活性碳100g，80℃保温30min，室温放置12h，过滤，滤液减压赶酸3次，每次加蒸馏水5l，最后加水稀释成12l，调pH3～4，加活性碳200g，80℃保温2h，冷却至室温，1～4℃放置2天，过滤去酪氨酸。滤液用6mon/L盐酸调pH至2.5，即得上柱液。    上柱 上柱液通过φ7×80cm 732阳离子交换树脂柱，5根串联，流速为(r×10)ml/min(r为树脂柱半径），上柱完毕，用蒸馏水洗涤至pH5～6，用0.05mol/L氨水洗脱，开始收集流出液体至pH6.8为止，为含亮氨酸收集液，pH6.8～9.5为组氨酸收集液。同时改用0.1mol/L氨水洗脱至pH11为赖氨酸收集液。再用2mol/L氨水洗脱至茚三酮反应消失为止，为精氨酸收集液。树脂用2mol/L氨水浸泡再生。   

蚕蛹水解液中系统分离制备多种氨基酸       

操作过程：    原料处理 聚缫丝厂下脚料蚕蛹，经压榨去油并粉碎后相继用汽油浸泡1～2日，回收汽油，得脱脂蚕蛹粉。    水解 脱脂蚕蛹粉3kg加6mol/L盐酸15l，搅匀，膨胀后，置搪玻璃罐中徐徐升温至110℃，保温水解24～26h。    减压脱酸 待水解液降温至60℃以下，过滤，滤液减压脱羧至原体积三分之一，滤渣用5倍于滤液的水洗涤，滤液与洗液合并，加水稀释至100l(pH约为1.5～2.0)。    脱色 按上液的总量加1～2%活性碳。于90℃保温搅拌2h，降至4～10℃静置1～2日，使酪氨酸吸附和沉淀安全，抽滤，得淡橙黄色透明液体。    732树脂阳柱纯化、粗分 ①上述脱酸脱色液以130ml/min(44,2cm)流速上1号732阳柱 （φ150×1500mm，内装732阳树脂20l)至饱和。②串联2事情732阳柱（φ100×1400mm，内装732阳树脂10l)，继续上样至饱和。用50～60l蒸馏水冲柱至中性，流速150ml/min(114.6cm/h)。穿漏液并入下次上柱液。③拆开2柱，分别再串1根732阳柱 （φ100×1400mm，内装732阳树脂10l)。分别用0.1mol/L氨水洗脱，流速90ml/min(68.9cm/h)。洗脱液次用2l容器收集至pH约为11。④洗脱液逐瓶依次纸层析定性。展开剂为酚：水（3:1)。分别合并酸性氨基酸、中性氨基酸及赖氨酸等组分。    中性氨基酸进一步分组 ①732阳柱分得的中性氨基酸组分，加0.5%碳脱色至无色澄清后，用稀氢氧化钠缓缓调pH8～8.5，以90ml/min(68.9cm/h)流速上1号717阴柱（φ100×1400mm，内装717阳树脂10l)至饱和。②串联2事情717阴柱（φ100×1000mm，内装717阳树脂61l)，用20～30l蒸馏水冲柱至pH约8，流速110ml/min(84cm/h)。③用0.1mol/L     盐酸以70ml/min(53.5/h)流速洗脱。用500ml容器收集洗脱液18瓶左右。④串联3号717阴柱，依法洗脱和收集500ml×27瓶左右。流速49ml/min(214.9cm/h)。⑤弃1号柱，串联4号717阴柱（φ40×1300mm，内装717阳树脂1.3l)，依法洗脱和收集至完。⑥逐瓶依次纸层析定性分组，展开剂为正丁醇：冰醋酸：无水乙醇：水=4:1:1:2。分别合并Gly、Ala为主和Leu、Val为主的组分。    酸性氨基酸的分离 ①酸性氨基酸组分用稀氢氧化钠缓缓调pH5～6，以45ml/min（214.9cm/h)流速上第1根717阴柱（φ40×1400mm，内装717阳树脂1.4l)至饱和。②串联第2根717阴柱（φ40×1300mm，内装717阳树脂1.3l)，继续上样至饱和。流速同前。③串联第3根717阴柱（φ40×1200mm，内装717阳树脂1.2l），依法上样至完，必要时还可串联1～2根717阴柱。④用蒸馏水4～6l冲柱至pH约8，流速50ml/min(239.9cm/h)。⑤拆开各柱，分别串联1根717阴柱（φ40×1000mm，内装717阳树脂1.0l）。分别用0.1mol/L盐酸洗脱，流速35ml/min。分别用500ml容器依次收集洗脱液9瓶左右。然后分别再串1根717阴柱（规格同前）。依法洗脱和收集至茚三酮反应微略止。⑥逐渐依次纸层析定性，展开剂为酚:水（3:1)。合并与标准Asp和Glu的Rf值相同组分。    717阴柱分离甘氨酸和丙氨酸 以Gly及Ala为主组的分用稀氢氧化钠液缓缓调pH8左右，按照分离Asp和Glu的方法上样和洗脱。采用正丁醇：冰醋酸：无水乙醇：水（4:1:1:2)系统纸层析定性，分别合并与标准Gly及Ala的Rf值相同组分。    732阳柱分离亮氨酸和缬氨酸 ①以Leu和Val为主的组分，用6mol/L盐酸调pH3.5～4.0，以40ml/min流速按照分离Asp和Glu的方法上饱3根732阳柱。②用0.1mol/L氯化铵作洗脱剂，仍按分离Asp和Glu的方法洗脱和收集洗脱液。待缬氨酸洗脱完后，改用0.1mol/L氨-氨化铵脱亮氨酸。③采用正丁醇：冰醋酸：无水乙醇：水（4:1:1:2)系统纸层析定性，分别合并与标准Leu及Val的Rf值相同组分。   

材料：    血纤维 新鲜猪血纤维压榨后，反复冲洗与搓擦至近白色，绞碎，冷水浸泡12h，甩干。    酶制剂 包括3942中性蛋白酶（活力200000U/g)、1398中性蛋白酶（活力30000U/g)、166放线菌蛋白酶（活力30000U/g)、胰酶（活力1：60）及猪肾匀浆（内含亮氨酸氨基肽酶及氨酰脯氨酸二肽酶）等。    操作方法：    取血纤维25kg，加蒸馏水37.5kg，加热至80℃以上变性30min，甩干，搓散后投入水解罐，加蒸馏水40～45l，搅拌并升温至45℃，加3972（25g)及1398（175g），甲苯与氯仿各250ml，每0.5h搅拌10min，并以氢氧化钙悬浮液调节并维持pH至7.0～7.2，48h后加酶制剂166(175g)，继续水解8h，加肾匀浆1.5kg(内含氯化锰40g)，维持pH7.5～8.0，40h后加亚硫酸氢钠110g，以12mol/L硫酸调节pH至5.0，加热至80℃保温20min，过滤，将滤液以等体积的水稀释，通过多也型阳离子交换树脂（H型）。检查流出液至有色氨酸反应时停止上柱，用水洗柱，再用0.3mol/L氢氧化铵液洗脱，收集洗脱液（每瓶3l)。至流出液pH为12且无色氨酸反应时停止洗脱。以单向纸层析检查各瓶洗脱液，将含色氨酸的合并。减压浓缩至沉淀析出，置冰箱24h以上，减压过滤，结晶分别以65%与95%冷乙醇洗涤，得色氨酸粗品。调节滤液pH至6.0，又有大量结晶析出，静置24h，过滤，结晶同上洗涤2次，合并两次色氨酸粗品，60℃真空干燥8h，再用65%乙醇重结晶2次，95%乙醇洗1次，真空干燥8h，得量55g，收率1.1%(不抱括回收)。    脑内游离氨基酸提取        取脑组织500mg，放入冰冷的10ml75%乙醇中匀浆化，将匀浆倒入50ml圆底小烧瓶中，再将匀浆管用5ml乙醇洗涤1次，一并倒入小烧瓶内，于100℃水浴中回流提取20min。将液体倒入30min，将液体倒入15ml离心管中，4000rpm离20min，至产生泡沫后立即取出，将小三角烧放入冰箱内，冷却30min,将液体倒入15ml离心管，4000rpm离心2h。将上清液倒入50ml圆底烧瓶内，于90℃水浴中继续蒸去乙醇，将小烧瓶内淡黄色水溶液倒入25ml分液漏斗中，然后用2ml重蒸馏水洗1次，并入分液漏斗中，再用乙醚分2次洗，也并入分液漏斗中，充分振摇，洗去脂类，放置10min，将下部水相放入圆底烧瓶中，于40℃水浴上蒸去乙醚，然后移至100℃水浴上减压抽干样品。可供氨基酸自动分析仪测定。    L-组氨酸精制    水结晶法：    原理 组氨酸和组胺类物质均易溶于水，而不溶于乙醇。故不宜用乙醇结晶，以防微量组胺类物质一起结晶起来。因组氨酸含量在98.5%以上，组胺类物质含量在百万分之几，故采用饱和溶液结晶即可将两者分离。    操作过程 称取不合格组氨酸盐432g，加800ml无离子水，于水浴上加热使之全溶。再移至冷水溶中，不断搅拌，结晶逐渐析出，温度降至室温后，真空抽滤，分离，用少量乙醇洗，烘干即得精品。    树脂分离法：    原理 组氨酸和组胺类物质都有一个咪唑基，易溶于水。组氨酸较组胺多一个羟基，故极性较大。利用组氨酸和组胺离子交换树脂和水的引力不同，从而达到分离。        操作过程 ①离子交换：将从水结晶后的母液配制成含量在5%左右的浓度，用碱调pH10.0选用717（OH）树脂500ml。离子交换柱规格φ5.5cm。上柱流速1%（V/V/min）,上柱量为树脂体积的3倍，再用0.5mol/L盐酸洗涤，用量是树脂体积的3倍。收集上柱流出液和洗涤液。    ②浓缩、脱色、精制：将上柱流出液和洗涤液分别浓缩到原体积的十五分之一，浓缩液分别用浓盐酸及浓氨水调pH4.0。视溶液颜色确定投碳量。于85℃搅拌脱色45min，分离，搅拌结晶，精制过程与水结晶法相同，母液可上柱回收。 蛋白质浓缩、干燥及贮存 一、样品的浓缩     生物大分子在制备过程中由于过柱纯化而样品变得很稀，为了保存和鉴定的目的，往往需要进行浓缩。常用的浓缩方法的：   1. 减压加温蒸发浓缩   通过降低液面压力使液体沸点降低，减压的真空度愈高，液体沸点降得愈低，蒸发愈快，此法适用于一些不耐热的生物大分子的浓缩。   2. 空气流动蒸发浓缩 空气的流动可使液体加速蒸发,铺成薄层的溶液，表面不断通过 空气流；或将生物大分子溶液装入透析袋内置于冷室，用电扇对准吹风，使透过膜外的溶剂不沁蒸发，而达到浓缩目的，此法浓缩速度慢，不适于大量溶液的浓缩。  3. 冰冻法 生物大分子在低温结成冰，盐类及生物大分子不进入冰内而留在液相中，操 作时先将待浓缩的溶液冷却使之变成固体，然后缓慢地融解，利用溶剂与溶质融点介点的差别而达到除去大部分溶剂的目的。如蛋白质和酶的盐溶液用此法浓缩时，不含蛋白质和酶的纯冰结晶浮于液面，蛋白质和酶则集中于下层溶液中，移去上层冰块，可得蛋白质和酶的浓缩液。       4. 吸收法 通过吸收剂直接收除去溶液中溶液分子使之浓缩。所用的吸收剂必需与溶液 不起化学反应，对生物大分子不吸附，易与溶液分开。常用的吸收剂有聚乙二醇，聚乙稀吡咯酮、蔗糖和凝胶等，使用聚乙二醇吸收剂时，先将生物大分子溶液装入半透膜的袋里，外加聚乙二醇复盖置于4度下，袋内溶剂渗出即被聚乙二醇迅速吸去，聚乙二醇被水饱和后要更换新的直至达到所需要的体积。   5. 超滤法 超滤法是使用一种特别的薄膜对溶液中各种溶质分子进行选择性过滤的方 法，不液体在一定压力下（氮气压或真空泵压）通过膜时，溶剂和小分子透过，大分子受阻保留，这是近年来发展起来的新方法，最适于生物大分子尤其是蛋白质和酶的浓缩或脱盐，并具有成本低，操作方便，条件温和，能较好地保持生物大分子的活性，回收率高等优点。应用超滤法关键在于膜的选择，不同类型和规格的膜，水的流速，分子量截止值（即大体上能被膜保留分子最小分子量值）等参数均不同，必须根据工作需要来选用。另外，超滤装置形式，溶质成份及性质、溶液浓度等都对超滤效果的一定影响。