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半胱氨酸合成方法及功能的立項報告(立項報告)

來源:www.wbbagx.live 文章來源:資金申請報告范文書寫中心發布時間:2019-06-20 09:48:01

第一節  半胱氨酸的簡介

L-半胱氨酸,一種生物體內常見的氨基酸。為含硫(高中人教化學選修5上定義氨基酸不含硫)α-氨基酸之一,遇硝普鹽(nitroprusside)呈紫色(因SH而顯色),存在于許多蛋白質、谷胱甘肽中,與Ag+,Hg+,Cu+等金屬離子可形成不溶性的硫醇鹽(mercaptide)。即R-S-M′, R-S-M″-S-R(M′, M″各為1價、2價金屬)。分子式C3H7NO2S,分子量121.16。無色晶體。溶于水、乙醇、乙酸和氨水,不溶于乙醚、丙酮、乙酸乙酯、苯、二硫化碳和四氯化碳。在中性和弱堿性溶液中能被空氣氧化成胱氨酸。(立項報告)

第二節 半胱氨酸的合成方法及用途

在動物體內是從蛋氨酸和絲氨酸經過胱硫醚而合成。無機硫黃(來自硫酸鹽)導入到半胱氨酸,在植物和細菌中,從硫酸經過3'-磷酸腺苷-5'-磷酸硫酸和亞硫酸還原生成的硫化氫通過和O-乙酰絲氨酸或絲氨酸反應而生成。

1.錫粒還原法 將胱氨酸溶于稀鹽酸中,過濾,濾液加入錫粒升溫回流2h。將還原液用水稀釋,移去剩余錫粒,通入硫化氫使飽和,過濾,濾渣用少量水洗,將洗、濾液合并,減壓濃縮,冷卻結晶,過濾、干燥得L-半胱氨酸鹽酸鹽。

2.電解還原法 將蒸餾水、鹽酸、胱氨酸加入電解槽攪拌溶解,維持在50℃以下電解至終點。將所得電解液通硫化氫數小時,過濾。濾液加活性炭脫色,過濾后減壓濃縮,冷卻結晶,過濾,干燥,得L-半胱氨酸鹽酸鹽。

3. 合成:可由蛋白質(如人發)用鹽酸水解,再以氧化銅處理,以硫化氫分解而成。也可由胱氨酸降解而得。  

用途

主要用于醫藥、化妝品、生化 研究 等方面。用于面包料中,以促進谷朊形成及促進發酵、出模、防止老化等。用于天然果汁中,以防止維生素C氧化和防止果汁變成褐色。該品有解毒作用,可用于丙烯腈中毒、芳香族酸中毒。該品還有預防放射線損傷人體的作用,也是治療支氣管炎的藥物,尤其是作為化痰藥(大多以乙酰L-半胱氨酸甲酯酸鹽的形式使用。化妝品方面主要用于美容水、燙發液、防日曬的護膚膏霜等。  

概況

半胱氨酸(cysteine;Cys)的化學名稱為2-氨基-3-巰基丙酸,它是脂肪族含巰基的極性α-氨基酸。半胱氨酸是人體的條件必需氨基酸和生糖氨基酸,可由體內的蛋氨酸(甲硫氨酸,人體必需氨基酸)轉化而來,可與胱氨酸互相轉化。

HSCH2CH(NH2)COOH,(C3H7NSO2)為含硫α-氨基酸之一,遇硝普鹽(nitroprusside)呈紫色(因SH而顯色),存在于許多蛋白質、谷胱甘肽中,與Ag+,Hg+,Cu+等金屬離子可形成不溶性的硫醇鹽(mercaptide)。即R-S-M′, R-S-M″-S-R(M′, M″各為1價、2價金屬)。半胱氨酸屬于非必需氨基酸。在動物體內是從蛋氨酸和絲氨酸經過胱硫醚而合成。無機硫黃(來自硫酸鹽)導入到半胱氨酸,在植物和細菌中,從硫酸經過3'-磷酸腺苷-5'-磷酸硫酸和亞硫酸還原生成的H2S通過和O-乙酰絲氨酸或絲氨酸反應而生成。

半胱氨酸的分解是在厭氧條件下通過脫硫氫酶的作用分解成丙酮酸和硫化氫和氨,或是通過轉氨基作用,經由中間產物β-巰基丙酮酸分解成為丙酮酸和硫黃,在氧化條件下,氧化成半胱氨酸亞硫酸后,可經轉氨基作用分解成為丙酮酸與亞硫酸,以及由脫羧基作用分解成為亞牛磺酸、牛磺酸等。此外,半胱氨酸是不穩定的化合物,容易氧化還原,與胱氨酸相互轉換。還可與有毒的芳香族化合物縮合成硫醚氨酸(mercapturic acid)而起解毒作用。

半胱氨酸是一種天然產生的氨基酸,在食品加工中具有許多用途,它主要用于焙烤制品,作為面團改良劑的必需成分

半胱氨酸是一種還原劑,它可以促進面筋的形成,減少混合所需的時間和所需藥用的能量,半胱氨酸通過改變蛋白質分子之間和蛋白質分子內部的二硫鍵,減弱了蛋白質的結構,這樣蛋白質就伸展開來。

第三節 半胱氨酸的種類及功能

L-半胱氨酸是一種具有生理功能的氨基酸,是組成蛋白質的20多種氨基酸中惟一具有還原性基團巰基(-SH)的氨基酸,現今已在醫藥、食品添加劑和化妝品中廣泛應用。2002年全世界對半胱氨酸的需求達到4400-4600噸,而且以每年2-3%速度遞增。其中西歐需求的遞增速度達到3-4%,日本則為2%。國內現今,L一半胱氨酸的生產主要依靠人或動物的毛發經酸水解或堿水解提取L-胱氨酸后,再經過電解還原制得L一半胱氨酸。該方法收率低,能耗高,水解過程產生大量刺激性氣體,廢酸處理困難,對環境污染嚴重。隨著L一半胱氨酸生產技術的發展,微生物轉化法制生產L-半胱氨酸逐漸取代了毛發水解制備L-半胱氨酸。微生物轉化法制備工藝以其反應條件溫和、專一性強、對環境友好等優點而日益受到重視。德國的WACKER公司已經成功的進行商業化生產發酵法L-半胱氨酸,其年產量已經達到世界總產量的30%,相信在不久的將來,在國內占主導地位的水解法L-胱氨酸生產L-半胱氨酸的會成為歷史.

此外,半胱氨酸是一種天然產生的氨基酸,在食品加工中具有許多用途,它主要用于焙烤制品,作為面團改良劑的必需成分。半胱氨酸是一種還原劑,它可以促進面筋的形成,減少混合所需的時間和所需藥用的能量,半胱氨酸通過改變蛋白質分子之間和蛋白質分子內部的二硫鍵,減弱了蛋白質的結構,這樣蛋白質就伸展開來。L-胱氨酸同時也是生產肉味香精所必須的原材料,其反應原來為美拉德反應,肉味香精廣泛的應用于薯條,醫藥,火腿腸等領域.

生理功能:

1、在生物體內具有抱合作用等, 故對范圍廣泛的毒物如甲醛、乙醛、氯仿、四氯化碳、鉛、鎘、氯甲汞、過氧化脂、PCB、河豚毒、酒精等具有有效的解毒作用, 這些都已被實驗所證明。

2、有效地預防和治療放射性傷害。

3、在皮膚蛋白的角蛋白生成中維持重要的巰基酶的活性, 并且補充硫基, 以維持皮膚的正常代謝,調節表皮最下層的色素細胞生成的底層黑色素, 是種非常理想的自然美白化妝品。它可以除去皮膚本身的黑色素, 改變皮膚本身的性質, 使皮膚變得自然的美白。

4、每當出現炎癥、過敏使膽磷酯酶等巰基酶降低時, 補給L-半胱氨酸可維持巰基酶的活性, 改善炎癥和過敏的皮膚癥狀。

5、具有溶解角質的作用, 所以對角質肥厚的皮膚病也有效。

6、具有防止生物體衰老的功能。

7、主要分布在肝、脾、腎中外, 還大量積聚在人體表面包括皮膚、粘膜、消化器表面等, 在異物包括經口攝取的、從大氣吸入的、與皮膚接觸侵入的異物侵入時可強化生物體自身的防衛能力、調整生物體的防御機構。

 

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