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亮氨酸

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亮氨酸,化學名稱為2-氨-4-甲基戊酸,是一種有機化合物,化學式為C6H13NO2,有左旋、右旋、消旋三種異構體,是一種支鏈氨基酸,可以有效防止肌肉損失,因為它能夠更快的分解轉化為葡萄糖。
中文名
亮氨酸
外文名
Leucine
化學式
C6H13NO2
分子量
131.173
CAS號
328-39-2(DL);328-38-1(D);61-90-5(L)

亮氨酸藥典信息

亮氨酸來源

本品為L-2-氨基-4-甲基戊酸,按乾燥品計算,含C6H13NO2不得少於98.5%。

亮氨酸性狀

本品為白色結晶或結晶性粉末,無臭。
本品在在甲酸中易溶,在水中略溶,在乙醇或乙醚中極微溶解。
比旋度
取本品,精密稱定,加6mol/L鹽酸溶液溶解並定量稀釋製成每1mL中約含40mg的溶液,依法測定(通則0621),比旋度為+14.9°至+16.0°。

亮氨酸鑑別

1、取本品與亮氨酸對照品各適量,分別加水溶解並稀釋製成每1mL中約含0.4mg的溶液,作為供試品溶液與對照品溶液,照其他氨基酸項下的色譜條件試驗,供試品溶液所顯主斑點的位置和顏色應與對照品溶液的主斑點相同。
2、本品的紅外光吸收圖譜應與對照的圖譜(光譜集987圖)一致。

亮氨酸檢查

酸度
取本品0.50g,加水50mL,加熱使溶解,放冷至室温,依法測定(通則0631),pH值應為5.5~6.5。
溶液的透光率
取本品0.50g,加水50mL,加熱使溶解,放冷,照紫外-可見分光光度法(通則0401),在430nm的波長處測定透光率,不得低於98.0%。
氯化物
取本品0.25g,依法檢查(通則0801),與標準氯化鈉溶液5.0mL製成的對照液比較,不得更濃(0.02%)。
硫酸鹽
取本品1.0g,依法檢查(通則0802),與標準硫酸鉀溶液2.0mL製成的對照液比較,不得更濃(0.02%)。
銨鹽
取本品0.10g,依法檢查(通則0808),與標準氯化銨溶液2.0mL製成的對照液比較,不得更深(0.02%)。
其他氨基酸
照薄層色譜法(通則0502)試驗。
供試品溶液:取本品適量,加水溶解並定量稀釋製成每1mL中約含20mg的溶液。
對照溶液:精密量取供試品溶液1mL,置200mL量瓶中,用水稀釋至刻度,搖勻。
系統適用性溶液:取亮氨酸對照品與纈氨酸對照品各適量,置同一量瓶中,加水溶解並稀釋製成每1mL中各約含0.4mg的溶液。
色譜條件:採用硅膠G薄層板,以正丁醇-水-冰醋酸(3:1:1)為展開劑。
測定法:吸取上述三種溶液各5µL,分別點於同一薄層板上,展開後,晾乾,噴以茚三酮的丙酮溶液(1→50),在80°C加熱至斑點出現,立即檢視。
系統適用性要求:對照溶液應顯一個清晰的斑點,系統適用性溶液應顯兩個完全分離的斑點。
限度:供試品溶液如顯雜質斑點,其顏色與對照溶液的主斑點比較,不得更深(0.5%)。
乾燥失重
取本品,在105℃乾燥3小時,減失重量不得過0.2%(通則0831)。
熾灼殘渣
取本品1.0g,依法檢查(通則0841),遺留殘渣不得過0.1%。
鐵鹽
取本品1.5g,依法檢查(通則0807),與標準鐵溶液1.5mL製成的對照液比較,不得更深(0.001%)。
重金屬
熾灼殘渣項下遺留的殘渣,依法檢查(通則0821第二法),含重金屬不得過百萬分之十。
砷鹽
取本品2.0g,加水5mL,加硫酸1mL與亞硫酸10mL,在水浴上加熱至體積約剩2mL,加水5mL,滴加氨試液至對酚酞指示液顯中性,加鹽酸5mL,加水使成28mL,依法檢查(通則0822第一法),應符合規定(0.0001%)。
細菌內毒素
取本品,依法檢查(通則1143),每1g亮氨酸中含內毒素的量應小於25EU。(供注射用)

亮氨酸含量測定

取本品約0.1g,精密稱定,加無水甲酸1mL溶解後,加冰醋酸25mL,照電位滴定法(通則0701),用高氯酸滴定液(0.1mol/L)滴定,並將滴定的結果用空白試驗校正。每1mL高氯酸滴定液(0.1mol/L)相當於13.12mg的C6H13NO2

亮氨酸類別

氨基酸類藥。

亮氨酸貯藏

遮光,密封保存。 [1] 

亮氨酸用途

亮氨酸可作為營養增補劑、調味增香劑,也可配製氨基酸輸液及綜合氨基酸製劑,降血糖劑,植物生長促進劑。
亮氨酸的作用包括與異亮氨酸和纈氨酸一起合作修復肌肉,控制血糖,並給身體組織提供能量。它還提高生長激素的產量,並幫助燃燒內臟脂肪,這些脂肪由於處於身體內部,僅通過節食和鍛鍊難以對它們產生有效作用。
亮氨酸,異亮氨酸和纈氨酸都是支鏈氨基酸,它們有助於促進訓練後的肌肉恢復。其中亮氨酸是最有效的一種支鏈氨基酸,可以有效防止肌肉損失,因為它能夠更快的分解轉化為葡萄糖。增加葡萄糖可以防止肌肉組織受損,因此它特別適合健美運動員。亮氨酸還促進骨骼,皮膚,以及受損肌肉組織的癒合,醫生通常建議手術後患者採取亮氨酸補充劑。
由於它很容易轉化為葡萄糖,因此亮氨酸有助於調節血糖水平。亮氨酸缺乏的人會出現類似低血糖的症狀,如頭痛,頭暈,疲勞,抑鬱,精神錯亂,和易怒等。
亮氨酸最好的食物來源包括糙米,豆類,肉類,堅果,大豆粉,和全麥。由於它是一種必不可少的氨基酸,這意味着身體不能自己生產,只能通過飲食獲得。從事高強度體力活動和低蛋白質飲食的人,應該考慮採取亮氨酸補充。儘管有獨立補充形式,但是最好還是與異亮氨酸和纈氨酸一起攝入。因此,選擇混合型補充劑更為方便。
但是和任何東西一樣,過量攝入亮氨酸也會造成副作用,大量攝入已知與糙皮病,維生素A缺乏症等問題有關係,並會引起皮炎,腹瀉,精神失常等問題。飲食中含有過多亮氨酸還會增加體內氨的數量,並破壞肝,腎功能。因此,除非諮詢過醫生,否則肝或腎功能受損患者不應該採用大劑量的亮氨酸,這會導致病情惡化。

亮氨酸製備方法

氨基酸的製造是從1820年水解蛋白質開始的。1908年日本人Ikeda發現穀氨酸鈉是鮮味的強化劑,開始了工業化生產氨基酸的歷史。1957年日本開始運用微生物進行穀氨酸發酵生產,從此揭開了微生物發酵方法生產氨基酸的歷史新篇章。20世紀六十年代左右,關於L-亮氨酸生物合成以及其代謝調節機制相繼闡明。這為微生物發酵法生產L-亮氨酸定向育種及酶法生產L-亮氨酸提供了理論基礎。
L-亮氨酸的生產方法主要有提取法、化學合成法、酶催化法、微生物發酵法等。

亮氨酸水解法

氨基酸是蛋白質的組成單位,在酸性條件下,將L-亮氨酸含量較高的蛋白質水解,得到各種氨基酸的混合物,經分離、純化、精緻等工序獲得L-亮氨酸產品。
我國大部分廠家採用蛋白質水解法生產L-亮氨酸和L-胱氨酸。蛋白質水解法生產L-亮氨酸的優點是生產設備簡單,技術要求不高,並且L-亮氨酸在蛋白質中的含量較高。但是蛋白質水解法生產的缺點是費時、污染嚴重、收率低、產品質量得不到保證,大規模生產受到限制。

亮氨酸合成法

亮氨酸化學合成法有A.Strecker, 滷代酸氨解、相轉移催化等幾種方法。雖然化學合成法原理簡單,價格低廉,但操作複雜,反應條件苛刻,副產物多,產率不高,並且有的方法涉及到有毒物質。化學合成法得到亮氨酸是消旋的DL-亮氨酸,為了得到L-亮氨酸,必須進行光學異構體的拆分。因此化學合成法很少用於L-亮氨酸的生產。

亮氨酸酶催化法

酶催化法生產L-亮氨酸通常是利用轉氨酶轉氨給α-酮基異己酸生成L-亮氨酸和組氨酸將相關的酶和NADH共價結合在膜上,讓底物緩緩地經過膜而進行酶催化反應生成L一亮氨酸。如1981年,Wichmann er al.建立了一種用超濾膜製成的膜反應器,膜上共價結合了亮氨酸轉氨酶、甲酸轉氨酶、和NADH,當底物。α-酮基異己酸通過膜反應器後,可被催化生成L-亮氨酸,其中NADH通過甲酸同步氧化成CO2實現再生。
酶法生產氨基酸的優點是轉化能力強,可避免代謝調控中的反饋抑制和反饋阻遏,並且其生物反應器緊湊,產物組分相對單一,易進行後工序加工處理,可以提高產品質量,降低成本。但酶法生產中所用到的酶需通過微生物發酵生成並提取精製,工藝過程比較複雜,且成本較高,因此目前尚未得到廣泛的應用。如果能夠低成本獲得高酶活的酶,則酶法生產L-亮氨酸是一條經濟可行的工藝路線。

亮氨酸發酵法

1987年德國學者Groegere採用添加前體物。α-酮基異己酸生產L-亮氨酸,當培養基中添加前體物。α-酮基異己酸的濃度為20g/L,穀氨酸棒桿菌ATCC 13032發酵57h,可生成16g/L L-亮氨酸,質量轉化率91~96%,而採用分批流加培養法,可流加α-酮基異己酸32 g/L,發酵23h,產L-亮氨酸24g/L,α-酮基異己酸到L-亮氨酸的轉化是經過轉氨酶的催化生成的。

亮氨酸藥品簡介

亮氨酸藥品名稱

複方亮氨酸顆粒(3AA)

亮氨酸成份

本品為複方製劑,其組分為每袋含亮氨酸(C6H13NO2)1.375g 、異亮氨酸(C6H13NO2)1.125g 、纈氨酸(C5H11NO2)1.050g。

亮氨酸藥理毒理

纈氨酸、亮氨酸、異亮氨酸為支鏈氨基酸,進入體內後能糾正血漿中支鏈氨基酸和芳香氨基酸失衡,防止因腦內芳香氨基酸濃度過高引起的肝昏迷,本品能促進蛋白質合成和減少蛋白質分解,有利於促進肝細胞的再生和修復,並可改善低蛋白血癥。

亮氨酸藥代動力學

直接在肌肉、脂肪、心、腦等組織代謝,產生能量供機體利用。

亮氨酸適應症

用於慢性肝性腦病、肝硬化、慢性活動性肝炎及慢性遷延性肝炎等疾病引起的氨基酸代謝紊亂。

亮氨酸用法用量

口服。
肝性腦病:昏迷期:一次2~3袋,一日三次;清醒後:一次1袋。
慢性肝病:一次1袋。一日3~4次吞服或沖服,或遵醫囑。

亮氨酸不良反應

尚未發現有不良反應報道。

亮氨酸禁忌

對本品過敏者禁用。

亮氨酸注意事項

當藥品性狀發生改變時禁止使用。
參考資料
  • 1.    中國藥典委員會.中華人民共和國藥典:中國醫藥科技出版社,2020:P1010