1.1 L-鸟氨酸的研究背景

L-鸟氨酸(L-Ornithine)是一种非天然氨基酸，其化学名称为α，δ-二氨基戊酸，分子式为C₅H₁₂N₂O₂，相对分子质量为132.16；熔点220-227℃；具有旋光性，比旋光度为[α]_D²⁵ =28.4，鸟氨酸不能结晶，以浆状物形态存在，水、乙醇能作为鸟氨酸较好的溶剂，微溶于乙醚。L-鸟氨酸单盐酸盐，以白色晶体形态存在，易溶于水，甲醇、乙醇、乙醚不能溶解鸟氨酸^[1]，通常被作为试剂使用。

L-鸟氨酸是氨基酸的一种，与其他氨基酸一样，能够发生氨基酸特定化学反应。例如，能够电离成为两性兼性离子，能够和酸和碱发生特性反应，能和甲醛、茚三酮等发生反应。

L-鸟氨酸是一种非蛋白质组成重要氨基酸，常存在于生物体内的多种组织与细胞中，在生物体代谢中以游离的形式存在，因为它的生物活性，所以在代谢中作用非同一般，而且广泛应用于医疗、保健、化工领域等。

在医疗领域，L-鸟氨酸具有保肝护肝作用，杨飞月^[2]等研究发现在病人感染乙肝病毒后出现恶性淋巴肿瘤后接受放化疗期间，如果用鸟氨酸与门冬氨酸联合作用，可减少放化疗对肝脏的损害作用。鄂滟^[3，4]等发现在临床上，鸟氨酸还能与门冬氨酸等联合治疗肝性脑病、肝硬化等。L-鸟氨酸对病人有康复作用，在医疗领域也有突出表现。吴德柱^[5，6]等研究表明L-鸟氨酸对于急性重症胆管炎患者术后伤口恢复有一定的作用，主要是伤口的消炎作用。TataraM.R^[7]等发现L-鸟氨酸还可增强骨骼机械强度，还能使灼烧引起的外伤恢复平滑、弹性。此外，Wang Soo-ray^[8]等还发现由内毒素引起的休克症，用L-鸟氨酸可以缓减休克症状。王东凯^[9]等研究表明L-鸟氨酸与奥格扎雷反应生成奥格扎雷鸟氨酸盐，可用于治疗蜘蛛网膜下出血后的脑血管痉挛、伴随脑虚血症、急性期脑血栓带来的运动障碍和由血栓素形成的支气管哮喘等。Andreas Schulze^[10]等临床验证了补充L-鸟氨酸并且限制精氨酸的补充，对改善胍基乙酸甲基转移酶的缺失症有相当不错的疗效。

在保健应用中，Blonde-Cynober F^[11]等研究发现L-鸟氨酸可以作为增加食欲，改善营养，增长去脂体重的营养品的主要成分。Elam R P^[12]等研究表明，L-鸟氨酸和α-酮戊二酸合用制备的营养补充剂，可以促进肌肉的增长，以及降低蛋白的分解率；L-鸟氨酸还能和精氨酸一起合用，制备可迅速恢复疲劳的发泡剂饮料。LambertM I^[13]等报道，处于发育期的儿童，L-鸟氨酸可以作为增加合成代谢的生长激素，促进生长，并且可以增加儿童身高，同时鸟氨酸还能刺激脑垂体分泌生长激素，促进脂肪等的分解代谢，减少体内脂肪堆积，为爱美女性塑造形体。玛丽亚^[14]等在研究发现将L-鸟氨酸添加在运动员保健品中，能起到脱苦的作用。

在化工领域里，L-鸟氨酸亦有它重要的地位。丁威^[15，16]等在研究有机合成中，发现L-鸟氨酸有特殊的结构和多官能团，因此可被用作合成瓜氨酸及精氨酸的原料。Ohkawa K^[17]在研究药物制剂中，发现L-鸟氨酸可用作胶囊辅料成分来指导并控制药物的作用时间以及作用部位。Chen Kuo-cheng^[18]等还发现L-鸟氨酸作为螺旋藻的生长调节剂，在常规培养中只需要添加0.2～5g/L的L-鸟氨酸，单位产量就能提高8%～52%，且收获时间可缩短1～2 d。张明洞^[19]等在生物制药中，发现L-鸟氨酸还能提高克拉维酸的发酵水平。

1.2 L-鸟氨酸育种策略的研究

微生物发酵法生产L-鸟氨酸，实际上就是借助微生物具有合成自身所需氨基酸的能力，选育出营养缺陷型并带有某些结构类似物抗性标记的突变株，以解除代谢调节中的反馈抑制和反馈阻遏作用，从而达到过量积累L-鸟氨酸的目的。