文 献 综 述

一、L-鸟氨酸的介绍及发展

鸟氨酸是 1877年费杰在喂养过安息香酸的鸟尿之水解液中发现的，故命名为鸟氨酸^[3]。L-鸟氨酸 (L-ornitine)是人体代谢中必不可少的中间代谢产物，一种重要的非蛋白质组成氨基酸 , 以游离的形式存在于组织和细胞中 , 具有重要的生理活性和功能 ,有着很强的研究开发价值。L- 鸟氨酸存在于生物体多种组织和细胞中，具有生物活性，在生物体代谢中起到重要作用。是尿素生成的中间产物，精氨酸、瓜氨酸等多种氨基酸代谢的前提物质，主要参与产尿素的鸟氨酸循环中，对体内集聚的氨具有解毒作用，因而鸟氨酸对人体肝脏细胞具有重大意义^[10]。

近年来，L-鸟氨酸作为医药原料和中间体得到广泛关注, 其复方制剂可用于肌肉损伤的修复以及因急慢性肝病所致的高血氨症的治疗等; 采用鸟氨酸为原料制备的依氟鸟氨酸, 能抑制多胺合成, 延缓肿瘤细胞生长, 是颇具前景的新型抗癌药物^[5]。

在近代医药行业，L- 鸟氨酸除用于制备保肝、护肝、治疗肝病、抗疲劳、抗虚弱等各种复方氨基酸输液外，还常和精氨酸一起用于配制恢复疲劳的发泡饮料。近几年研究发现鸟氨酸还可刺激脑垂体分泌生长激素，促进蛋白质合成及糖与脂肪的分解代谢，在结合运动情况下摄食鸟氨酸可减少体内脂肪堆积，增强肌肉和体力，起到减肥保健的作用；此外, 鸟氨酸能增加聚乙烯胺的合成,促进细胞增殖，在提高免疫功能和抗癌功能上有一定作用；L- 鸟氨酸添加在运动员保健品支链氨基酸中，具有脱苦作用^[3]。在欧洲，鸟氨酸液作为膳食药物来销售；日本将 L- 鸟氨酸与 L- 肉碱、谷氨酸等作为食品调料来看待。L- 鸟氨酸因其多功能的保健作用而引起世人的特别关注^[4]。

二、L-鸟氨酸的生产方法概况

L-鸟氨酸的制备方法有化学合成法、水解精氨酸法、微生物发酵法等 ,由于化学合成法得到的是消旋体 , 分离较难 , 故现阶段的研究主要集中在水解精氨酸法和微生物发酵法。化学合成法：Gep rge等用丙烯醛、氰化氢、氨气、CO2 为原料合成 L-鸟氨酸 ,但效果并不理想 ,其主要表现为反应步骤多 ,得到的产品是活性的 L-鸟氨酸和非活性的D-鸟氨酸混合物。Nesmeyanov等分别以2, 5 2 氯戊酸 , 1, 1, 5 3 氯戊烷为起始反应物生产鸟氨酸 ,减少了反应步骤 , 但得到的依然是外消旋的混合物。化学法合成鸟氨酸收率低 ,产率达不到70% ,且得到的是消旋体,分离困难 ,不适宜用于大规模生产^[11]。

水解精氨酸法以 L -精氨酸为原料 ,在催化剂的作用下水解生成 L-鸟氨酸和尿素。根据催化剂的不同 , 可分为碱水解精氨酸法和酶水解精氨酸法。碱水解精氨酸法存在产品回收率低 ,催化剂难以重复利用的缺点。儿固定化酶法在产物与催化剂的分离和工业化生产的连续控制等方面具有明显的优势^[11,12,13]。总之 ,水解精氨酸法制备 L-鸟氨酸副产物较少 ,产率较高 , 这也是国内很多鸟氨酸厂采用此法生产的原因 , 但由于该法是以精氨酸为原料 , 其经济效益要受制于精氨酸和 L-鸟氨酸之间的市场差价。

发酵法因原料低廉而受到研究者的青睐 ,取得很大的进展 ,主要表现在生产菌株的构建和生产工艺的改造上。在日本 ,应用传统的诱变育种技术获得的生产菌株已成功地应用于工业化生产 ,取得了不错的经济效益。但由于传统诱变育种技术突变的随机性 ,仅单纯依靠精巧的筛选方案来获得目的菌增加了育种的不确定性^[12,14]。近几年来 ,随着基因工程技术的日趋成熟 ,用基因工程技术对菌种进行构造已成为未来发展的趋势 ,由于其突变的定向性和可以合并不同菌株的优势于一株菌之中 ,有很大的发展空间 ,这是传统育种技术无法比拟的 。

三、活性炭脱色