DL-Asparagin-Monohydrat CAS 3130-87-8

Im Bereich Medizin und Gesundheit wird es vor allem als Schlüsselbestandteil klinischer enteraler und parenteraler Ernährungspräparate eingesetzt, um dem menschlichen Körper Nahrungsergänzungsmittel mit essentiellen Aminosäuren bereitzustellen. Unter Bedingungen hoher metabolischer Belastung wie postoperativen Traumata und schweren Infektionen kann die Geschwindigkeit der Selbstsynthese von Asparagin im menschlichen Körper den Bedarf der Gewebereparatur nicht decken. Eine direkte Nahrungsergänzung kann schnell Stoffwechselsubstrate für Skelettmuskeln und Immunzellen bereitstellen, die Proteinsynthese und die Wiederherstellung der Immunfunktion fördern.

Bei der Herstellung von Medikamenten zur adjuvanten Therapie von Lebererkrankungen ist es ein wichtiges Ausgangsmaterial für die Synthese leberschützender Medikamente wie Asparaginsäure oder Ornithin. Das durch Kondensationsreaktion mit Ornithin hergestellte Asparaginsäure-Ornithin-Präparat kann die Effizienz der Harnstoffzirkulation in der Leber erheblich steigern und die metabolische Clearance von Ammoniaktoxinen im Blut beschleunigen. Bei der klinischen Behandlung der hepatischen Enzephalopathie ist die Rate der Abnahme der Ammoniakkonzentration im Blut bei Patienten um 45 % höher als bei herkömmlichen Behandlungsplänen und es wird in den klinischen Leitlinien für akute und chronische hepatische Enzephalopathie als Arzneimittel der ersten Wahl empfohlen.

Bei der Entwicklung und Produktion von Anti---Tumor-Arzneimitteln ist es das Kernsubstrat von L--Asparaginase-Arzneimitteln und auch der Grundrohstoff für die chirale Trennung und Herstellung von L--Asparagin. Durch einen enzymatischen Trennungsprozess kann hochreines L-Asparagin effizient für die klinische Behandlung akuter lymphatischer Leukämie gewonnen werden. Diese Art von Medikament kann schnell das für das Wachstum von Leukämiezellen notwendige Asparagin verbrauchen, die Proteinsynthese von Tumorzellen blockieren und eine klinische vollständige Remissionsrate von über 85 % erreichen. In der Formel medizinischer Hautreparaturverbände mit ausgezeichneter Biokompatibilität und wachstumsfördernder Aktivität für Epithelzellen.

Es kann medizinischen feuchtigkeitsspendenden Reparaturverbänden zugesetzt werden, um die Proliferation von Epithelzellen bei Laseroperationen und Verbrennungswunden zu fördern, die Wundheilung zu beschleunigen und auch den Wasser-Öl-Haushalt auf der Hautoberfläche zu regulieren sowie Rötungen und Brennen bei empfindlichen Muskeln zu lindern. Klinische Daten zeigen, dass die Zugabe von DL-Asparagin zu Reparaturverbänden die Wundheilungszeit im Vergleich zu herkömmlichen Verbänden um 20 % verkürzen kann und es zu keinen irritierenden allergischen Reaktionen kommt. In der Formel medizinischer Zahnpasta für Mundpflegeprodukte kann es das Säure-Basen-Gleichgewicht des Mundspeichels regulieren, den Säureproduktionsprozess von Zahnbelag hemmen, die Wahrscheinlichkeit von Zahnkaries verringern und die Reparatur von Zahnfleischgewebe fördern, was einen erheblichen zusätzlichen Verbesserungseffekt bei Parodontitis hat.

Auf dem Gebiet der Biochemie ist DL-Asparaginmonohydrat der zentrale racemische Rohstoff für die chirale Trennung von Aminosäuren und der wirtschaftlichste Weg zur Herstellung einzelner chiraler L-Asparagine und D-Asparagine. Die traditionelle mikrobielle Fermentationsmethode zur Herstellung von einfach chiralem Asparagin hat einen Produktionszyklus von über 72 Stunden, komplexe Produktreinigungsprozesse und hohe Produktionskosten. Bei Verwendung als Rohmaterial und einem kontinuierlichen enzymatischen Trennungsprozess mit immobilisierter Aminoacylase kann die Umwandlungsrate der chiralen Trennung jedoch über 99 % erreichen, und die chirale Reinheit des Produkts übersteigt 99,5 %.

Die Produktionskosten betragen nur ein-Drittel der Fermentationsmethode und decken damit vollständig den großtechnischen-Produktionsbedarf von einfach chiralem Asparagin in pharmazeutischer Qualität. Die Produktionsliniendaten eines führenden inländischen Aminosäureunternehmens zeigen, dass nach Einführung des DL-Asparaginase-Trennverfahrens die jährliche Produktion von einfachem chiralem Asparagin 1000 Tonnen überschritten hat, wodurch das langfristige Technologiemonopol ausländischer Unternehmen vollständig gebrochen wurde. Die Produkte werden in mehr als 30 Länder und Regionen auf der ganzen Welt exportiert. Im industriellen Produktionsszenario biologischer Enzympräparate kann die Zugabe von Asparaginase als Induktor zum Fermentationsmedium das Expressionsniveau des Zielproteins technischer Bakterien erheblich erhöhen.

Die Fermentationsenzymaktivität von Asparaginase wird um mehr als 60 % erhöht, was die Produktions- und Herstellungskosten von Anti---Tumormedikamenten erheblich senkt, den Marktpreis solcher Anti---Tumormedikamente um 70 % senkt und die Zugänglichkeit von Medikamenten für Patienten mit akuter lymphoblastischer Leukämie erheblich verbessert. Im Prozess der mikrobiellen Fermentation zur Herstellung von Polyasparaginsäure kann es als Vorläuferinduktor die Effizienz der Polyasparaginsäuresynthese in Bakterienstämmen fördern, was zu einer gleichmäßigeren Molekulargewichtsverteilung des Produkts und einer Steigerung der Polyasparaginsäureproduktion um 35 % führt und so den Grundstein für die industrielle Anwendung dieses grünen und biologisch abbaubaren Polymermaterials in großem Maßstab legt.

Im Festphasensyntheseszenario der biologischen Peptidsynthese kann es als nicht-chirale Modifikationseinheit an einer bestimmten Stelle des Peptidmoleküls eingeführt werden, um die räumliche Konformation des Peptidmoleküls anzupassen, die enzymatische In-vivo-Stabilität des Peptidmoleküls zu verbessern und die In-vivo-Halbwertszeit von Peptidarzneimitteln zu verlängern. Experimentelle Daten eines inländischen Peptid-Innovations-Pharmaunternehmens zeigten, dass die Einführung von DL-Asparagin-modifizierten Peptid-Kandidatenmedikamenten die In-vivo-Halbwertszeit von 2 Stunden auf 12 Stunden verlängerte, die Bioverfügbarkeit des Arzneimittels um 200 % erhöhte und die Arzneimitteleigenschaften von Peptidarzneimitteln deutlich verbesserte.

Bei der Herstellung biochemischer Nachweisreagenzien kann es als Stabilisator des Puffersystems zu Leberfunktionsnachweiskits wie Alaninaminotransferase und Aspartataminotransferase hinzugefügt werden, was die langfristige Lagerstabilität der Nachweisreagenzien erheblich verbessern kann. Die Gültigkeitsdauer des Kits wird von 6 Monaten auf 18 Monate verlängert, und der Chargenunterschied der Nachweisergebnisse wird auf 1 % begrenzt, was die Genauigkeit klinischer biochemischer Tests erheblich verbessert.

Im Bereich der Lebensmittelverarbeitungdl-Asparaginmonohydratist ein sicherer Nährstoffverstärker und eine geschmacksregulierende Komponente, die von Lebensmittelbehörden in mehreren Ländern weltweit zur Nährstoffverbesserung verschiedener Lebensmittel zugelassen ist. In der Formel von Sporternährungsnahrungsmitteln wird DL-Asparagin als ermüdungshemmender Nährstoffbestandteil zu Energiegetränken und Sportproteinpräparaten hinzugefügt, was die Effizienz des Tricarbonsäurezyklus-Stoffwechsels während des Trainings schnell verbessern, die Ansammlung von Milchsäure in den Muskeln reduzieren und die erschöpfte Trainingszeit von Sportlern erheblich verlängern kann.

Humanstudiendaten eines sportwissenschaftlichen Forschungsinstituts in China zeigen, dass die mit DL-Asparagin ergänzte Probanden nach hochintensivem Training eine um 40 % höhere Laktatclearance im Blut aufweisen und die Erholungszeit nach Müdigkeit nach dem Training um die Hälfte verkürzt wird.

Bei der Verarbeitung von Backwaren kann es als spezifisches Substrat der Maillard-Reaktion mit reduzierenden Zuckern reagieren und einzigartige, verbrannte Geschmacksstoffe erzeugen, die das Backaroma und die Farbe von Brot und Keksen deutlich verbessern. Gleichzeitig kann durch die genaue Steuerung der Zugabemenge auch die Menge des erzeugten Acrylamids effektiv kontrolliert werden.

Im Vergleich zum herkömmlichen Verfahren, bei dem nur L-Asparagin verwendet wird, sind die Kosten für DL-Racemat geringer, die Geschmackserzeugung der Maillard-Reaktion ist gleichmäßiger und die Qualitätsstabilität des Produkts ist erheblich verbessert. Bei der Herstellung von Fertignahrung für besondere medizinische Zwecke (medizinische Spezialnahrung) wird es als ergänzender Bestandteil nicht essentieller Aminosäuren der Spezialnahrung für besondere Bevölkerungsgruppen wie Nephrose und Diabetes zugesetzt. Unter der Voraussetzung, dass die Stoffwechselbelastung der Patienten nicht erhöht wird, kann es dem menschlichen Körper ausreichend Aminosäuren zuführen, um den täglichen Nährstoffbedarf spezieller Bevölkerungsgruppen zu decken.

Im Bereich der Futtermittelzusatzstoffe kann DL-Asparagin als neuer funktioneller Futtermittelzusatz dem Mischfutter von Ferkeln und Junggeflügel zugesetzt werden, um den Entwicklungsstand der Darmschleimhaut bei Jungtieren deutlich zu verbessern, das Wachstum von Dünndarmzotten zu fördern und die Verdauung und Absorptionsrate von Tierfutter zu steigern. Die Fütterungsversuchsdaten einer großen inländischen Zuchtgruppe zeigten, dass die Zugabe von 0,1 % DL-Asparagin zum Ferkelfutter die durchschnittliche tägliche Gewichtszunahme der Ferkel um 12 % steigerte, das Auftreten von Durchfall um 40 % reduzierte, die Sterblichkeitsrate von Jungvieh und Geflügel deutlich senkte und den Einsatz antibiotikawachstumsfördernder Zusatzstoffe reduzierte, was dem industriellen Entwicklungstrend der modernen grünen, antibiotikafreien Zucht entspricht.