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5.4 固定化工程菌活性检测 15
5.5 小节 17
结论 18
致谢 18
参考文献： 19
1 引言
1.1 精氨酸介绍
精氨酸是蛋白质主城的基本单位之一，人体可以合成精氨酸，但是合成速度慢，所以可被称为半必须氨基酸。精氨酸对人体有特殊的作用，人体摄入蛋白质的时，如果某种氨基酸摄入过多，会代谢分解形成有毒的氨，而精氨酸能起到缓解毒副作用的效果[1]。
精氨酸是直接合成的一氧化氮，尿素，鸟氨酸和胍丁胺的化合物的前体，也是合成肌肉素的重要化合物，且被用作聚胺、瓜氨酸及谷氨酰胺等的合成。精氨酸作为其他化合物的合成前体是相对本次研究产物瓜氨酸价格便宜，这也使得由精氨酸合成瓜氨酸有科研价值和经济价值。
1.2 瓜氨酸概况
1.2.1 瓜氨酸性质和动物体内参与的生理作用
瓜氨酸(Ciurtlline,缩写Cit),瓜氨酸纯品为白色晶体,柱晶,分子式C6H13N3O3,分子量175,易溶于水,微溶于醇,不溶于醚等。瓜氨酸的熔点为222℃,等电点为5.92。
在哺乳动物体内氨基酸在代谢过程中经过氧化脱氨作用、脱羧作用将氨基酸分解产生氨。氨对生物体是有毒的，动物的脑对体内氨特别敏感，血液中氨含量到达1%就能引起神经系统中毒，因此氨的及时排泄对生物机体文持正常运转是极其重要的。不同的动物排泄氨的途径方式也是不同的，哺乳动物一般排出尿素，鸟类一般以尿酸的形式排出氨，水生动物直接排氨[2-3]。
哺乳动物氨基酸代谢过程中，尿素循环是文持血液中氨浓度的关键。在生理代谢正常的情况下，血液中氨的浓度文持在较低水平，当肝脏功能受损的情况下，不能正常产生催化尿素循环相关的酶使得尿素循环发生障碍，血液中氨的浓度上升，使得生理内环境改变，代谢反应紊乱，影响机体正常的运转。而瓜氨酸是尿素循环中一个重要的中间物，生物体内挂氨酸增多有利于尿素循环的顺利进行，从未是血液中氨的浓度文持在正常的水平，防止氨中毒。
1.2.2 瓜氨酸的应用
精氨酸与瓜氨酸结构相似，（如图1-1所示）。精氨酸脱亚胺氧化生成瓜氨酸，而瓜氨酸逆反应还原可生成精氨酸，即瓜氨酸对羟基有较强的活性。据文献报道，瓜氨酸具有抗羧基保护DNA的作用，使DNA免受氧化作用，对文持DNA的生理结构有明显的作用。
COO—
H3 N+ C H
( CH2)3
NH
H2N+ C NH2
Arg
COO—
H3 N+ C H
( CH2)3
NH
C O
NH2
Cit
精氨酸（Arg）与瓜氨酸（Cit）化学式
瓜氨酸作为抗炎话机，可用于保健食品、化妆品以及食品添加剂，同时还可以对还原性物质起到抗氧化保护[4]。
在医疗方面，瓜氨酸可以起到舒张血管的作用，使得血液循环通畅加速机体的代谢速度。瓜氨酸还可以用于诊断风湿性关节炎、指示肠移植异体排斥效应等医疗领域[5-6]。
宽泛的应用领域使得瓜氨酸的需求量与日俱增，质量也要求也日臻提高。进来关于管氨酸生理功能的报道越来越多，瓜氨酸的功能也被越来越多地开发，因此瓜氨酸的生产有着极其广阔的市场前景。
1.2.3 瓜氨酸的制备
瓜氨酸的制备有蛋白质提取法、化学合成法、生物发酵法、酶法等制备方式。提取法是将蛋白质经酸水解后从中分离提取氨基酸的。用化学方法生产瓜氨酸，反应效率高，但合成的产品是DL型消旋体，必须经过分拆消旋体得到消旋的瓜氨酸，因为拆分消旋体成本较高，限制了瓜氨酸的大规模生产。发酵法是利用微生物代谢生产氨基酸的方法，本实验就是以发酵法生产瓜氨酸。酶法是通过提取微生物中转化精氨酸脱亚胺生产瓜氨酸的酶来催化合成瓜氨酸[7-8]。