氨基酸在醫藥產業的發展趨勢
氨基酸
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氨基酸是生物有機體的重要組成部分在生命現象中起著至關重要的作用隨著生物科學的進步人類對生物體內的生理機能及代謝活動的了解氨基酸在生物體內的重要生物機能越來越清楚氨基酸是生命機體之營養生存和發展極為重要的物質在生命體內物質代謝調控信息傳遞方面扮演重要角色
近30年來在研究開發和應用氨基酸方面均取得重大進展在發現新氨基酸種類和數量方面已由60年代50種左右到現在已突破400種在產量方面60年代初世界氨基酸產量不過10萬噸現在已躍上百萬噸產值超百億美元但與實際需求量還有較大距離據專家們預計到2000年年產值可望達到300億美元氨基酸作為人類營養添加劑調味劑飼料添加劑醫藥農藥等在食品工業農業畜牧業及人類健康保健等諸多方面有著廣泛的應用
一氨基酸的功能
氨基酸的功能一直引起人們的濃厚興趣可廣泛應用于醫藥食品農牧漁業農藥化妝品保健品等各個領域
氨基酸在醫藥上的應用洛斯氮平衡理論的確立與人類發現在正常代謝組織蛋白中缺乏某一種即會導致整個有機體代謝紊亂使氨基酸成為維持人體營養和治療很多疾病的醫療藥物
醫藥是氨基酸相對用量不大但品種最多的一個部門目前世界上用于藥物的氨基酸及氨基酸衍生物的品種達100多種
復合結晶氨基酸輸液所謂氨基酸輸液是各種氨基酸按一定比例和要求也就是模式配合組成的一種靜脈注射液根據模式不同氨基酸輸液可分為不同類型氨基酸輸液在我國發展極為迅速1994年全國各種氨基酸輸液只1000萬瓶1996年則上升到6000萬瓶估計到2000年可達到1億瓶以上 ｜
氨基酸營養輸液是一種給人體補充蛋白質營養的靜脈注射液其氨基酸組成和配比依其模式不同而不同如Wuj-N模式FAO理想模式FAO/WHO參考模式人乳和雞蛋蛋白模式土豆雞蛋模式等
代血漿用輸液此類氨基酸輸液以補充維持患者血容量為目的通常采用11種氨基酸組成輸液中加入右旋醣酐等作為血容量補充劑
止血用氨基酸輸液這種氨基酸輸液由普通氨基酸輸液與止血劑如氨基己酸組成它一方面補充因失血引起的蛋白質損失同時阻止繼續出血
嬰幼兒用氨基酸輸液根據嬰幼兒旺盛生長期體內保留氮及能量極少嬰幼兒腎功能尚未發育完全肝臟等組織對營養素處理能力較差這一特點配方選用高含量的支鏈氨基酸和精氨酸而將谷氨酸和甘氨酸適當減少并配合適量葡萄糖維生素和電解質等
治療用氨基酸輸液用于肝病的氨基酸輸液是根據肝硬化病人圖譜表現為支鏈氨基酸LeuLieVal含量偏低而芳香族氨基酸TryPheTyr偏高血清中支/芳比下降特點而設計的此類輸液要求富含支鏈氨基酸再如腎病用氨基酸輸液要求補充體內的氨基酸基本參加體內蛋白質合成不產生或僅產生極少氮改善患者的營養和代謝狀況減少患者尿毒癥癥狀獲得正氮正鉀平衡提高血清蛋白含量達到改善腎功能效果再如腫瘤患者氨基酸輸液是針對不同腫瘤患者特殊的氨基酸圖譜配合治療藥物而設計的
要素膳及氨基酸口服液要素膳是一種含氨基酸營養素齊全不需或稍經消化即可吸收的無渣膳食可供口服與管飼之用它比靜脈營養簡便經濟安全而又符合生理狀態是近代臨床營養上的重大進展氨基酸口服液發展迅速用結晶的L型氨基酸按FAO/WHO模式配制的產品國內市場已有產品銷售
氨基酸要素膳適用于各種原因的蛋白質缺乏和衰弱的病人以及對蛋白質無力消化的病人如腸道潰瘍病人手術后病人和大面積燒傷病人等要素膳除營養類型外還有許多特殊應用的要素膳如嬰兒用肝功能衰竭腎功能衰竭用以及糖尿病用等多種
二氨基酸的深層次加工及新產品開發
現在國內外氨基酸產業技術發展趨勢除了在生產技術和手段方面突飛猛進外氨基酸深層次加工及新產品開發是另一趨向氨基酸產品的涵義已從傳統的蛋白質氨基酸發展到包括非蛋白質氨基酸氨基酸衍生物及短肽類在內的一大類對人類生活和生產起著愈來愈重要作用的產品類群這為氨基酸生產的進一步發展提供了更大市場為氨基酸及相關產業注入新的活力 ｜
在醫藥方面氨基酸衍生物作為治療藥用于臨床目前相當活躍無論在治療肝性疾病心血管疾病還是潰瘍病神經系統疾病消炎等方面都已廣泛使用用于治療的氨基酸衍生物不下數百種如4-羥基脯氨酸在治療慢性肝炎防止肝硬化方面都很有效N-乙酰-L-谷酰胺鋁二羥基鋁-L-組氨酸組氨酸-維生素u-蛋氨酸N-乙酰色氨酸的鋁鈦鉍均為抗潰瘍病有效藥物N-二甲基氨基-乙基-N-乙酰谷氨酸能恢復疲勞治療郁抑癥和腦血管障礙引起的運動失調L-a-甲基-β酪氨酸與胼基苯丙氨酸脫羥酶的合劑D-3-巰基-2-甲基丙酰基-L脯氨酸和利尿藥合劑都是很好的抗高血壓藥精氨酸阿司匹林賴氨酸阿司匹林既保持了阿司匹林鎮痛作用又能降低副作用N-乙酰半胱氨酸甲酯鹽酸對支氣管炎有很好療效
氨基酸聚合物現正成為一種新的外科材料被用于臨床試驗如以亮氨酸和酯化的谷氨酸或天門冬氨酸共聚而成的仿天然皮膚的層狀傷口裹敷物包扎傷口后可以不必再解開而成為皮膚一部分
多肽類藥物也是氨基酸類藥物應用的一個重要方面如谷胱甘肽是一種用于治療肝病藥物中毒過敏性疾病及預防白內障的有效藥物由9個氨基酸綜合的加壓素對細動脈毛細血管的血壓有促進上升作用還有抗利尿作用
氨基酸衍生物還可作為抗生素和抗菌增效劑如用長鏈脂肪酸酰化而成的N-酰化氨基酸有高級醇經酯化而成的氨基酸酯用低級醇把N-酰化氨基酸酯化成的N-酰基氨基酸酯對革蘭氏陽性和革蘭氏陰性菌有廣譜的抗菌活性對霉菌也有作用廣泛用作活性劑和防腐劑再如青霉素G和溶菌酶中加入氨基酸衍生物特別是加入氨基酸酯則青霉素G和溶菌酶表現出強烈的抗菌力和溶菌力
氨基酸衍生物已廣泛用作抗腫瘤藥物其作用方式有1以氨基酸作為載體的抗腫瘤藥物如苯丙氨酸芥子氣L-纈氨酸L-谷氨酸L-賴氨酸與苯二胺氮芥共結合物2利用氨基酸衍生物作為腫瘤細胞所需氨基酸的結構類似物達到抗腫瘤的目的如S-氨甲酰-L-半胱氨酸3氨基酸衍生物作為酶抑制劑的抗腫瘤藥物如N-磷酸乙酰-L-天門冬氨酸是一個天門冬氨酸轉氨甲酚基酶的過渡狀況抑制劑利用這個抑制劑可中斷嘧啶核苷酸的合成途徑達到抗腫瘤目的4氨基酸衍生物作為中間產物的腫瘤抑制劑5使癌細胞逆轉的氨基酸衍生物
三氨基酸生產狀況及市場前景
據1993年公布的資料統計全世界氨基酸產量達100萬t據估計現在已不低于120萬噸其中作為調味品及食品添加劑的約占50%飼料添加劑約30%藥用和保健化妝品及其他用途的氨基酸約為20%但世界市場總需求量至少為200萬t由于氨基酸需求量大價格貴世界各大氨基酸生產國的廠商積極發展氨基酸生產技術搶占世界市場競爭十分激烈
日本是氨基酸生產大國1981年在華沙召開第一次氨基酸國際會議以后日本看準了氨基酸產業1987年日本為保持其氨基酸生產與出口大國地位通產省成立了由產業大學和政府有關專家組成的氨基酸化學研究會著手研究建立以氨基酸為基礎的新型化學產業體系這進一步促進了日本氨基酸工業的發展和技術進步目前日本的世界市場占有率為35%銷售額占50%日本除谷氨酸賴氨酸和蛋氨酸外小品種氨基酸占總產量的12%大多數是氨基酸輸液原料控制著世界氨基酸輸液原料的一大部分市場
歐美廠商一方面鞏固和維持自己的傳統市場一方面積極研究開發新技術法國Rhone-Poulene公司和德國Degussa公司控制著家畜補充飼料市場上占有最大份額的蛋氨酸市場它們以化學合成法年產20萬t近年開始從事發酵法生產氨基酸Rhone-Poulene公司還在美國東歐尋找伙伴生產蛋氨酸賴氨酸和蘇氨酸色氨酸Degussa公司也在開辟東歐市場它與斯洛伐克Biotikawgk合資建立Fermes公司1995年其蘇氨酸產量達3000t色氨酸200t賴氨酸1000t
韓國氨基酸生產發展也很快味元公司年產L-苯丙氨酸1500tL-精氨酸200t日韓歐美等國都在積極開展重組菌株生產氨基酸技術如賴氨酸蘇氨酸苯丙氨酸色氨酸精氨酸等但目前真正投入生產的不多澳大利亞也建立了賴氨酸色氨酸苯丙氨酸的高產工程菌但本國無氨基酸發酵工業所需氨基酸從日本和韓國進口
從國內情況來看我國的氨基酸產業發展很快具有一定的規模還形成了自己一些優勢產品我國是有12億人口的大國也是人口老年化發展進程非常迅速的國家我國對藥用氨基酸及其衍生物的需求量和富含氨基酸飲品口服液需求量都十分巨大據國內統計我國每年從國外進口各類氨基酸計有10多個品種500多噸消耗外匯4000多萬美元據國家醫藥部門估算到2000年我國氨基酸輸液將達1億瓶以上各種藥用氨基酸的消耗在5000t以上
我國許多氨基酸研制僅停留在實驗室階段有的品種只停留在公斤級與生產能力相比我國氨基酸產品的市場可謂非常龐大
