[发明专利]精氨酸的新用途

说明书

技术领域

本发明涉及一种精氨酸的新用途。

背景技术

1.L-精氨酸背景

L-精氨酸[L-Arginine；缩写L-Arg；符号R，学名：2-氨基-5-胍基-戊酸(S)-2-Amino-5-guanidinopentanoic acid]为一种含有胍基的脂肪族碱性氨基酸，带正电荷，呈α极性。L-精氨酸参与蛋白质合成，在信使核糖核酸(mRNA)中的密码子为CGU，CGC，CGA，CGG，AGA，和AGG。在动物，根据发育阶段和个体身体状况条件，精氨酸为半必需或条件性必需氨基酸(如在婴幼儿期人体不能自身合成精氨酸；或在手术、创伤、脓毒症和烧伤等对精氨酸的需求增加时)。精氨酸在1886年被瑞士化学家Ernst Schultze从羽扇种子抽提物中首次分离。D-精氨酸在自然界中尚未发现。L-精氨酸广泛存在动物和植物食物中。

精氨酸由于含胍基而呈碱性，与酸反应时形成盐。精氨酸性状为白色斜方晶系(二水物)晶体或白色结晶性粉末，熔点244℃，可溶于水(15％，21℃)，不溶于乙醚，微溶于乙醇。

精氨酸分子式：C₆H₁₄N₄O₂，分子量：174.20道尔顿，L-精氨酸分子结构为双性氨基酸，主链最接近的旁链部分较长、有机疏水，另一端旁链是一个胍基，能形成多重氢键。

2.L-精氨酸的合成与分解代谢

内源性精氨酸约有60％来自肾脏，肾脏自血液摄取瓜氨酸，经肾近曲小管的精氨基琥珀酸合成酶(ASS)及精氨基琥珀酸裂解酶(ASL)作用，形成精氨酸，瓜氨酸则主要来自小肠。在烧伤、创伤和感染等应激情况下，内源性精氨酸常不能满足于机体消耗，需要补充外源性精氨酸。精氨酸的分解代谢有4种酶参与，一氧化氮合成酶(NOS)、精氨酸酶、精氨酸脱羧酶、精氨酸甘氨酸脒基转移酶；可生成一氧化氮(nitric oxide简称NO)、鸟氨酸、尿素、多胺(精胺、尸胺、腐胺等)、脯氨酸、谷氨酸盐、肌酸等。高浓度精氨酸可促进许多激素的分泌，如生长激素、胰岛素样生长因子(IGF-I)、胰岛素、抗利尿激素、儿茶酚胺等。口服的精氨酸被小肠上皮细胞摄入，血液循环中的精氨酸也借助于特殊转运蛋白进入细胞内。大多数细胞通过氨基2-羧酸氨基酸转运体系将精氨酸转运入细胞内。精氨酸通过线粒体膜时，也由多种转运蛋白如线粒体鸟氨酸瓜氨酸反向转运蛋白1(ORNT1)等运载，ORNT1将鸟氨酸由胞浆转运至线粒体，并将瓜氨酸由线粒体转运至胞浆。精氨酸通过精氨酸酶生成尿素、鸟氨酸、多胺、脯氨酸、谷氨酸盐，这对创伤修复有一定作用。精氨酸酶有两种型：I型和II型。I型精氨酸酶位于胞浆，在肝脏高表达，是尿素循环的组成部分，在其他一些组织中表达较少，且尿素循环代谢产物聚集在代谢通道中，以保证肝脏对废氮的高效解毒作用。II型精氨酸酶位于线粒体，在肾、脑、小肠、乳腺、巨噬细胞中呈低表达，在肝脏中表达很少或不表达。绝大多数NO是NOS通过氧化分解精氨酸而生成的。NOS可分为组成型一氧化氮合酶(constitutive NOS，cNOS)及诱导型一氧化氮合酶(inducible NOS，iNOS)。cNOS活性依赖钙离子及钙调蛋白，iNOS活性仅依赖钙调蛋白而不依赖钙离子。cNOS又可分为内皮一氧化氮合酶(endothelial NOS or eNOS)及神经元一氧化氮合酶(neuronal NOS or nNOS)。eNOS主要存在于血管内皮，参与合成内皮衍化血管舒张因子(endothelium derived relaxing factor，EDRF即NO)，还存在于无血管真皮细胞、心肌细胞、血小板中，且对中枢神经系统的功能起重要作用。nNOS在中枢神经系统广泛表达，nNOS衍生的NO被认为是非肾上腺素能、非胆碱能神经递质。nNOS还存在于骨骼肌、白细胞、肥大细胞、真皮细胞中。nNOS衍生的NO可因病因不同而分别起促炎或抗炎的作用。iNOS缺乏的小鼠，其发育、表型可正常，但iNOS基因敲除后，则改变了机体的炎症反应能力，增加了对感染的易感性，并影响白细胞iNOS衍生的NO对抗微生物侵袭的能力。iNOS介导杀菌活力的途径尚不清楚，但可能涉及活性氧、过氧化亚硝酸盐(peroxynitrite，ONOO^-)等自由基的参与。虽然iNOS与cNOS均可参与各种炎症反应，但在许多疾病条件下iNOS可加剧机体组织的受损程度。除炎性细胞外，许多其他细胞均表达iNOS，某些细胞因子如白细胞介素(IL)1B、肿瘤坏死因子(TNF)以及内毒素等，在核因子KB(NF-KB)介导下也可表达iNOS。