絲氨酸是一種非必需氨基酸,它在脂肪和脂肪酸的新陳代謝及肌肉的生長(zhǎng)中發(fā)揮著作用,因?yàn)樗兄诿庖哐蛩睾涂贵w的產(chǎn)生,維持健康的免疫系統(tǒng)也需要絲氨酸。絲氨酸在細(xì)胞膜的制造加工、肌肉組織和包圍神經(jīng)細(xì)胞的鞘的合成中都發(fā)揮著作用。
DL-絲氨酸又稱2-氨基-3-羥基丙酸等,是一種含有羥基的脂肪族中性氨基酸,有極性但不帶電荷,在絲膠蛋白和絲蛋白中含量豐富,它可由甘氨酸轉(zhuǎn)甲基形成,也可脫氨轉(zhuǎn)變?yōu)楸峄蛄u基丙酮酸,也是體內(nèi)合成膽堿和半胱氨酸的重要原料。1865年首次從絲膠的硫酸水解溶液中分離出來。有左旋體和外消旋體。左旋體從水中結(jié)晶制得者為六方晶系片狀或棱柱狀白色晶體或結(jié)晶性粉末。無嗅。味甜。相對(duì)分子質(zhì)量105.09。228℃分解。真空條件下150℃升華。旋光度-6.83°(10%水溶液)。難溶于有機(jī)溶劑,不溶于無水乙醇和乙醚,溶于酸和堿,易溶于水及甲酸。用于生物化學(xué)和營(yíng)養(yǎng)學(xué)研究;也用作為合成環(huán)絲氨酸的原料。分布于多種蛋白質(zhì)中,特別是蠶絲蛋白質(zhì)中。在海洋浮游生物的氨基酸組成中含量居中。并以游離和結(jié)合狀態(tài)存在于海水、顆粒物和海洋沉積物中,可由蛋白質(zhì)水解物分離精制而得。也可由α-溴-β-甲氧基丙酸經(jīng)胺化及脫甲基制取。
外消旋體從水中結(jié)晶者為單斜晶系葉片狀白色晶體。相對(duì)密度1.537。246℃分解。高真空時(shí)150℃升華。溶于水,不溶于無水乙醇、乙醚、苯和醋酸。與過氧化氫和硫酸亞鐵作用生成羥乙醛,與氯化鐵溶液作用呈現(xiàn)紅色,與鹽酸作用得鹽酸鹽,在脫水劑存在下,與醇作用生成絲氨酸酯。
主要用途除了作為合成蛋白質(zhì)的原料和合成嘌呤、胸腺嘧啶、甲硫氨酸和膽堿等重要物質(zhì)中提供碳架外,一些酶的活性中心組成以及植物體內(nèi)乙醇酸途徑的運(yùn)行均需它參加;因有特殊的潤(rùn)濕性,故用作化妝品添加劑,用于膏霜(保濕劑)維持角質(zhì)層的水分,保持皮膚的柔軟性;食品添加劑,用作營(yíng)養(yǎng)增補(bǔ)劑等。
制備方法:
1,萃取法。將含絲氨酸較多的蛋白進(jìn)行水解,然后用離子交換樹脂萃取精制。
2,以乙醇醛、氫氰酸和氨為原料,進(jìn)行合成,制得氨基腈后,再水解,可制得。
3,發(fā)酵法。以葡萄糖為碳源,以甘氨酸為前體,采用嗜甘氨酸棒桿菌或微白八疊球菌等經(jīng)發(fā)酵可制得。或以甲醇為碳源,采用假單胞菌3ab或假單胞菌MS31等經(jīng)發(fā)酵可制取。
4,以丙烯腈為原料,經(jīng)氯化,生成α,β-二氯丙腈,再氨化,生成α-氯-β-氨基丙腈,然后在堿溶液中生成氮丙啶-2-羧酸鈉,經(jīng)強(qiáng)酸性陽離子交換樹脂,可制得DL-絲氨酸。
5,以氯乙醛為原料,用亞硫酸氫鈉還原再與堿作用,生成α-氨基-β-氯乙烷磺酸鈉,進(jìn)一步用氰化鈉氰化,制得α-氨基-β-氯丙腈,最后再按丙烯腈法制得。
6,α-異氰乙酰胺與甲醛反應(yīng),生成喹唑啉中間體,直接水解制得。7,電解還原法。先將丙酰胺酸乙酯氧化為相應(yīng)的肟,然后以氯化鋰為支持電解質(zhì),兩極分別為鉛及鉑,進(jìn)行電解還原,可制得。
8,以乙醇胺為原料,在催化劑鎢酸鈉作用下與過氧化氫進(jìn)行氧化,再經(jīng)氰化鈉氰化,生成氨基腈,最后在鹽酸中水解,可制得DL-絲氨酸。
桑葉蛋白質(zhì)和蠶體蛋白質(zhì)的氨基酸組成
桑葉蛋白質(zhì)和蠶體蛋白質(zhì)的氨基酸組成不同,主要是蠶體蛋白質(zhì)中的丙氨酸、蛋氨酸、甘氨酸、酪氨酸、苯丙氨酸和脯氨酸等6種含量百分比均比桑葉蛋白質(zhì)多,特別是作為必需氨基酸的蛋氨酸,蠶體蛋白質(zhì)比桑葉蛋白質(zhì)多達(dá)2.7倍,必須從食下大量的食物中積累,其他非必需氨基酸則除來源于桑葉外,可以在蠶體內(nèi)生成。在蠶體內(nèi)生成的繭絲蛋白質(zhì)又和蠶體蛋白質(zhì)不同,甘氨酸、丙氨酸、絲氨酸和酪氨酸等非必須氨基酸的含量百分比顯著較大,這4種氨基酸合計(jì)達(dá)79.68%,而蠶體蛋白質(zhì)中僅占43.26%,特別以絲氨酸的增加幅度為最大??梢娎O絲蛋白質(zhì)的生成不是來源于蠶體蛋白質(zhì),而是直接以血液中的游離氨基酸為材料,在絲腺細(xì)胞內(nèi)合成。
蠶體內(nèi)大量增加的丙氨酸和甘氨酸,可以在轉(zhuǎn)氨酶的參與下,將氨基分別從另一種氨基酸(谷氨酸或天門冬氨酸)移轉(zhuǎn)到丙酮酸或乙醛酸生成。丙氨酸可在谷天轉(zhuǎn)氨酶、草酰乙酸脫羧酶及谷丙轉(zhuǎn)氨酶的相繼作用下生成。也可通過鳥氨酸轉(zhuǎn)氨酶生成(許廷森等,1980)。絲腺組織能以酮丙二酸為氨基受體,進(jìn)行轉(zhuǎn)氨作用生成氨基丙二酸,然后在氨基丙二酸脫羧酶的催化下,生成甘氨酸(鄒柏祥等,1979)。甘氨酸可與絲氨酸互相轉(zhuǎn)變,葡萄糖通過3—磷酸羥基丙酮酸也能生成絲氨酸,絲氨酸經(jīng)丙酮酸而生成丙氨酸。酪氨酸可由苯丙氨酸生成,胱氨酸可由蛋氨酸轉(zhuǎn)變生成但不能相反轉(zhuǎn)變,所以苯丙氨酸、蛋氨酸均為必需氨基酸。當(dāng)飼料中富有酪氨酸和胱氨酸時(shí),可以減少苯丙氨酸和蛋氨酸的需要量。
來源
Chemical Book