2018-07-31 17:57:54

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植物
植物
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谷氨酸,是一种酸性氨基酸。分子内含两个羧基,化学名称为α-氨基戊二酸。谷氨酸是里索逊1856年发现的,为无色晶体,有鲜味,微溶于水,而溶于盐酸溶液,等电点3.22。大量存在于谷类蛋白质中,动物脑中含量也较多。谷氨酸在生物体内的蛋白质代谢过程中占重要地位,参与动物、植物和微生物中的许多重要化学反应。味精中含少量谷氨酸。

基本信息

  • 中文名

    谷氨酸

  • 英文名

    glutamic acid

  • 化学式

    C₅H₉NO₄

  • 分子量

    147.13076

  • CAS登录号

    56-86-0

  • EINECS登录号

    200-293-7

  • 熔点

    205℃

折叠 编辑本段 简要概述

中文名称:谷氨酸

谷氨酸在人体的分布谷氨酸在人体的分布

英文名称:glutamicacid,glutamate

化学名称:α-氨基戊二酸

分子式:C5HNO

外观:白色或无色鳞片状晶体

升华点:200℃

分解点:247~249℃

密度:1.538

溶解度(水):7.5 g/L

分子量:147.13076

带电:-4.1pKa左右

旋光度:+37~+38.9(25℃)

储运条件:贮运过程中,应注意防潮,防晒,低温存放。

谷氨酸是生物机体内氮代谢的基本氨基酸之一,在代谢上具有重要意义。谷氨酸是蛋白质的主要构成成分,谷氨酸盐在自然界普遍存在的。多种食品以及人体内都含有谷氨酸盐,它即是蛋白质或肽的结构氨基酸之一,又是游离氨基酸。

谷氨酸(2—氨基戊二酸)有左旋体、右旋体和外消旋体。左旋体,即L-谷氨酸。L-谷氨酸是一种鳞片状或粉末状晶体,呈微酸性,无毒。微溶于冷水,易溶于热水,几乎不溶于乙醚、丙酮及冷醋酸中,也不溶于乙醇和甲醇。

折叠 编辑本段 作用

NMDA诱导心肌细胞凋亡的途径NMDA诱导心肌细胞凋亡的途径

谷氨酸具有双重身份:作为酸性氨基酸参与代谢,作为兴奋性神经递质参与信息传递。

酸性氨基酸

谷氨酸是哺乳动物脑内含量最高的酸性氨基酸,参与蛋白质多肽脂肪酸的合成;与谷氨酰胺一起调节体内氨水平。

兴奋性递质:谷氨酸作为介导中枢神经系统内绝大多数突触兴奋的重要神经递质,涉及脑内的很多重要生理功能,包括:

1. 神经元和胶质细胞的增殖、发育、存活与死亡。

2. 学习和记忆密切相关的长时程增强效应(LTP)和长时程抑制效应(LTD)突触传递效率的可塑性变化。

兴奋性氨基酸

谷氨酸是中枢神经系统内含量最高,作用最广泛的兴奋性氨基酸,主要集中在前脑,从新皮质到后脑逐渐减少。脊椎动物和无脊椎动物的中枢神经系统中,存在着谷氨酸能神经元系统:皮层和海马椎体细胞发出的下行通路。

神经毒性氨基酸:当谷氨酸能神经元在某些病理情况下过度释放谷氨酸时又使之具有兴奋毒性作用,最终导致细胞死亡,参与许多病变的发病机理,包括脑缺血、缺氧、创伤、中风低血糖、癫痫、Hton舞蹈病、Alzheimer氏病、肌萎缩侧索硬化、帕金森病、病理性疼痛等。

谷氨酸的兴奋毒性是各种原因(机械,化学,毒素)导致谷氨酸大量释放并堆积于突触间隙,使谷氨酸受体过度兴奋激活,从而引起一系列以神经细胞或其他组织细胞死亡为终结的病理生理变化。

折叠 编辑本段 脑内合成

谷氨酸的合成谷氨酸的合成

谷氨酸是不能通过血脑屏障的非必须氨基酸,不能通过血液供给脑,必须由生物化学途径在脑内合成:

1:α-酮戊二酸经转氨酶作用生成Glu;

2:α-酮戊二酸经过谷氨酸脱氢酶逆反应产生Glu;

3:鸟氨酸在鸟氨酸转氨酶的作用下生成Glu;

4:谷氨酰胺在谷氨酰酶的作用下水解生成Glu

折叠 编辑本段 释放

谷氨酸能神经元突触结构谷氨酸能神经元突触结构

谷氨酸的释放是依赖钙离子的。在离体和在体实验都观察到:去除钙离子,神经末梢内的谷氨酸不能被释放。存在钙离子,动作电位达到神经突触前膜末梢后,突触囊泡就会与突触前膜结合,通过胞吐作用将谷氨酸释放到突触间隙。

实际上,多数情况下,很难区分谷氨酸的代谢作用或递质作用。研究推测:来自谷氨酰胺的谷氨酸起递质作用;来自葡萄糖的谷氨酸起代谢作用。理由(1)神经胶质细胞有较强的氨基酸摄取能力,并含有谷氨酰胺合成酶;(2)谷氨酰胺酶可以由胞体运输到突触末梢,因此可以在突触末梢内合成谷氨酸。

作为神经递质的谷氨酸主要储存于突触前末梢囊泡内。研究证明:单个囊泡的释放会使突触间隙内谷氨酸浓度由静息状态下1mmol/L升高到1.1mmol/L,人类大脑皮层中谷氨酸浓度达9-11mmol/L,胞浆中谷氨酸的浓度为10mmol/L。

中枢的谷氨酸能突触间隙内,不存在使谷氨酸降解的酶,从突触间隙清除谷氨酸是由迅速的扩散和高亲和力的摄取实现的。摄取主要由EEATs和囊泡膜低亲和性谷氨酸转运体(VGLUTs)实现的。

折叠 编辑本段 受体

根据电生理和药理学研究,谷氨酸受体可分为代谢型和离子型两大类:

1:代谢型谷氨酸受体(metatropicglutamatereceptors,mGluRs),与GTP-结合蛋白(G蛋白)偶联,经细胞内第二信使系统如磷酸脂酶C(PLC)和腺苷酸环化酶(AC)而发挥作用,该家族由mGluR1~mGluR8共8种亚基组成。

2:离子型谷氨酸受体(iontropicglutamatereceptors,iGluRs),具有电压门控离子通道活性,是一类非特异性阳离子通道。

根据其不同的选择性激动剂,已鉴定的iGluRs包括:N-甲基-D-门冬氨酸(NMDA);α-氨基-3-羟基-5-甲基-4-异恶唑丙酸(AMPA);红藻氨酸(KA)。

折叠 编辑本段 用途

折叠 食品工业

用作代盐剂、营养增补剂、鲜味剂(主要用于肉类、汤类和家禽等)。如用于方便食品的肉汤和汤类,10g/kg。用于饮料、焙烤制品、肉、肉香肠、乳及乳制品、调味剂、谷类制品、用量400mg/kg。用作营养增补剂,限量12.4%(以食品中蛋白质的总量计)。可用作虾、蟹等水产罐头中产生磷酸铵镁结晶的防止剂,用量0.3%~1.6%。L-谷氨酸单钠盐(MSG俗称“味精”)具有强烈的肉类鲜味,是除食糖和食盐之外世界消费量最多的一种调味剂。特别是在PH值为6~7时,MSG全部解离,呈味最强。广泛用于烹饪和食品加工。一般用量为0.2%~0.5%。人均日允许摄入量不超过6g/d。L-谷氨酸盐酸盐用于改善啤酒的苦味,也可用作代盐剂、营养增补剂、增香剂。

折叠 医药工业

谷氨酸谷氨酸

L-谷氨酸是非必需氨基酸,它在体内代谢。容易失去氨基,与酮酸发生转移反应,能合成其它氨基酸。食用后,有96%L-谷氨酸可被体内吸收,因此可作为营养增补剂“要素膳”的原料之一,在临床上使用。

医学上谷氨酸主要用于治疗肝性昏迷、严重肝功能不全及神经衰弱,也可用于癫痫小发作,能减少发作次数。此外,临床上曾试用于精神分裂症;还可治疗胃酸不足和胃酸过少症。还用于改善儿童智力发育。食品工业上,味精是常用的仪器增鲜剂,其主要成分是谷氨酸钠盐。过去生产味精主要用小麦面筋(谷蛋白)水解法进行,现改用微生物发酵法来进行大规模生产。

折叠 日用化妆品

谷氨酸为世界上氨基酸产量最大的品种,作为营养药物可用于皮肤和毛发。用于生发剂,能被头皮吸收,预防脱发并使头发新生,对毛乳头、毛母细胞有营养功能,并能扩张血管,增强血液循环,有生发防脱发功效。用于皮肤,对治疗皱纹有疗效。

折叠 农业应用

谷氨酸与某些激素配合,可制成柑桔增甜剂;还可作为微肥的载体,在氮磷钾基本满足的条件下,作为叶面喷洒的微肥具有投入少、效益高等特点。谷氨酸钠既是西红柿保护性杀菌剂,又是防治果树腐烂病的特效杀菌剂。氨基酸铜是目前生产上良好的杀菌剂,有机铜比无机铜的应用效果好。

折叠 编辑本段 提取方法

谷氨酸提取的基本方法有:等电点结晶法,特殊沉淀法,离子交换法,溶剂萃取法,液膜萃取法。

提取技术是先用高速离心法从发酵液中分离出菌体,再浓缩3倍后加硫酸调pH使谷氨酸结晶,提取收率约90%。国内从发酵液中提取L-谷氨酸普遍采用的步骤是先用等电点法结晶大量L-谷氨酸,母液采用732阳离子交换树脂浓缩其中的L-谷氨酸,洗脱得到的谷氨酸溶液,再回到等电罐进行结晶回收提取收率约90-95%。

安全信息

  • 海关编码:2922421000
  • WGKGermany:2
  • 危险类别码:36/37/38
  • 安全说明:S24/25
  • RTECS号:LZ9700000
  • 危险品标志:Xi:Irritant;

海关数据

中国海关(2922421000) 查看更多>>
  • 概述 HS: 2922421000. 谷氨酸. 增值税率:17.0%. 退税率:9.0%. 监管条件:AB(入境货物通关单,出境货物通关单). 最低关税:10.0%. 普通关税:90.0%
  • Summary HS: 2922421000. (s)-2-aminopentanedioic acid. VAT:17.0%. tax rebate rate:9.0%. supervision conditions:ab(certificate of inspection for goods inward,certificate of inspection for goods outward). MFN tarrif:10.0%. general tariff:90.0%

合成路线

合成路线(共194条) 查看更多>>
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氨基酸、多肽与蛋白质

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