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文献综述
1.1鸟氨酸(Ornithine)简介
1.1.1鸟氨酸结构和性质
鸟氨酸是杰费1877年在鸟尿的水解液中发现的,并因此得名。鸟氨酸有D-鸟氨酸及L-鸟氨酸之分,前者无生理活性,后者有活性。化学合成的鸟氨酸通常是含L-和D-鸟氨酸混合物,生物体内合成的几乎均为有活性的L-鸟氨酸,也有报道从C.glutamicum13032工程菌中能检测到相当含量的D-鸟氨酸[2]。L-鸟氨酸是一种不参与蛋白质组成的、含两个-NH2和一个-COOH的碱性氨基酸。学名为α,δ-二氨基戊酸,分子式为C5H12N202,结构式为NH2-CH2-CH2-CH2-CHNH2-COOH。相对分子质量为132.16,熔点220℃~227℃[3]。鸟氨酸易溶于水、乙醇,微溶于乙醚,难以结晶,通常是浆状物。作为试剂使用的是其单盐酸盐,L-鸟氨酸单盐酸盐不溶于甲醇、乙醇、乙醚,易溶于水。L-鸟氨酸的结构式如图1-1所示:
1.1.2L-鸟氨酸的生物功能
L-鸟氨酸是一种非蛋白组成氨基酸,以游离的形式在生物体的多种组织和细胞中广泛存在,也是细菌细胞膜和多肽类抗生素的组成成分,在生物体代谢中起到重要作用。L-鸟氨酸是精氨酸合成途径中的一种重要的中间产物,主要参与合成尿素的鸟氨酸循环(Ornithinecycle),因循环过程产生了终产物尿素,故又称尿素循环,Krebs-Henseleit循环,是尿素生成的中间产物,也是脯氨酸、精氨酸和多胺代谢的关键中间代谢产物,对体内集聚的氨具有解毒作用,可促进氨态氮的排出,因而对人体肝脏细胞具有重大意义。
1.2L-鸟氨酸的制备方法
目前L一鸟氨酸已实现工业化生产,其制备方法主要有提取法、化学合成法、酶法、微生物发酵法。采用微生物发酵法制备L一鸟氨酸亦为近年来主要采用的制备工艺之一,大大拓宽了鸟氨酸来源,推动鸟氨酸的研究和应用。微生物发酵法生产鸟氨酸的实现是鸟氨酸生产领域在近年来取得的最重大进展,不仅可以降低鸟氨酸生产成本,而且鸟氨酸质量提高,性质稳定。
目前，利用发酵法生产L-鸟氨酸的出发菌株主要有谷氨酸棒杆菌的精氨酸缺陷型突变株；乳酸发酵短杆菌、川崎短杆菌、柠檬酸节杆菌等的精氨酸缺陷型突变株；枯草杆菌、大肠杆菌、帕特介里编型杆菌的瓜氨酸缺陷性突变株；解烃棒杆菌和一种石蜡节杆菌的精氨酸缺陷性突变株；洁白链霉菌的瓜氨酸和硫胺素双重缺陷型突变株。但是，用的最多的还是谷氨酸棒杆菌营养缺陷型菌株。
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