Reines Glycinpulver(Gly), auch als Aminoessigsäure bekannt, ist eine nicht essentielle Aminosäure mit der chemischen Formel C2H5NO2. Glycin ist eine Aminosäure, die aus reduziertem Glutathion besteht, einem endogenen Antioxidans. Es wird oft durch exogene Quellen im Falle eines schweren Stress ergänzt, manchmal als semi essentielles Aminosäure bezeichnet. Glycin ist die einfachste Aminosäure. Glycin im festen Zustand ist weiß bis grauweißkristalline Pulver, geruchlos und ungiftig. Es ist löslich in Wasser und fast unlöslich in Ethanol oder Äther. Es wird in der pharmazeutischen Industrie, in biochemischen Tests und in der organischen Synthese verwendet. Es ist die einfachste Aminosäure in der Aminosäureserie und ist für den menschlichen Körper nicht notwendig. Es hat sowohl saure als auch grundlegende funktionelle Gruppen im Molekül, kann in Wasser ionisiert werden und eine starke Hydrophilie. Es gehört jedoch zu nicht-polaren Aminosäuren. In polaren Lösungsmitteln ist es löslich, aber es ist schwer, sich in nicht-polaren Lösungsmitteln aufzulösen [3] und hat einen hohen Siedepunkt und einen Schmelzpunkt. Glycin kann unterschiedliche molekulare Formen annehmen, indem sie die Säure und Alkalinität der wässrigen Lösung einstellen.
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Chemische Formel |
C2H5NO2 |
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Genaue Masse |
203 |
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Molekulargewicht |
203 |
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m/z |
203 (100.0%), 204 (11.9%), 204 (1.1%) |
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Elementaranalyse |
C, 65.01; H, 6.45; N, 20.68; O, 7.87 |
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Glycin ist als einfachste natürliche Aminosäure in der Struktur zu einem wichtigen Molekül geworden, das aufgrund ihrer einzigartigen chemischen Eigenschaften und umfassenden biologischen Aktivitäten ein wichtiges Molekül, das Biowissenschaften, Medizin und Gesundheit, Lebensmittelindustrie und landwirtschaftliche Technologie verbindet. Die Amino- (- NH ₂) und Carboxyl (- COOH) -Gruppen in seinem Molekül geben sie mit zwitterionischen Eigenschaften aus und ermöglichen es ihm, in verschiedenen Umgebungen eine unersetzliche Rolle zu spielen. Die folgenden systematisch erläutern die vielfältigen Verwendung von Glycin aus sechs Kernbereichen.
1. Der Eckpfeiler der Proteinsynthese
Reines Glycinpulverist eine Schlüsselkomponente von Strukturproteinen wie Kollagen, Elastin und Keratin. Zum Beispiel macht Glycin 33% des Kollagens aus, und seine einzigartige (Gly-XY) -Polutionsequenz bildet eine dreifache Helixstruktur durch die flexiblen Seitenketten von Glycin, wobei die Haut, Knochen und Sehnen mit Zugfestigkeit ausgestattet sind. Darüber hinaus nimmt Glycin als Träger eines Kohlenstoffstoffwechsels an der Synthese von Purinen, Pyrimidinen und Häm teil und ist ein wesentlicher Rohstoff für die DNA -Replikation und die Zellproliferation.
2. Neurotransmitter und Signalübertragung
Im Zentralnervensystem ist Glycin der Hauptinhibitor -Neurotransmitter im Rückenmark und im Hirnstamm und reguliert die Motoneuronenaktivität durch Aktivierung von Glycinrezeptoren (GRYR).
Untersuchungen haben gezeigt, dass Glycin die neuronale Übererregung signifikant reduzieren und die Häufigkeit der Spastik nach einer Rückenmarksverletzung verringern kann. Darüber hinaus nimmt Glycin als Zwischenprodukt im Glutamat -Gamma -Aminobuttersäure -Zyklus (GABA) an der Decarboxylierung von Glutamat zur Herstellung von GABA teil, wodurch das Gleichgewicht der Erregbarkeit des Gehirns indirekt reguliert wird.
3. Antioxidans und Immunregulation
Glycin verbessert die zelluläre antioxidative Kapazität durch Förderung der Glutathion (GSH) -Synthese. Experimente haben gezeigt, dass die Ergänzung von Glycin die GSH -Spiegel in Leberzellen um 40% erhöhen und freie Radikale effektiv beseitigt. In Bezug auf die Immunregulation kann Glycin die Aktivierung der Makrophagen hemmen, die Freisetzung von entzündlichen Faktoren wie TNF - und IL -6 verringern und die Überlebensrate von Sepsis -Modellmäusen um bis zu 35%erhöhen.
1. Behandlung von Stoffwechselerkrankungen
Leberische Enzephalopathie: Glycin verbessert die kognitive Funktion bei Patienten, indem sie die Blutammoniakkonzentration reduziert und die Bildung von Pseudo -Neurotransmitter hemmt. Klinische Studien haben gezeigt, dass die Kombination von Glycin- und Lactulosebehandlung die Rezidivrate der hepatischen Enzephalopathie um 28%verringern kann.
Hyperprolämie: Als CO -Faktor im Harnstoffzyklus fördert Glycin den Prolinstoffwechsel und lindert neurologische Symptome.
2. Erkrankungen des Verdauungssystems
Magengeschwürschutz: Glycin Calciumcarbonatkapseln neutralisieren Magensäure (pH steigt um 1. 5-2. 0) und bilden einen Schutzfilm, wodurch die Heilungsrate der Geschwüre auf 82%erhöht wird, was signifikant besser ist als herkömmliche Antacide.
Entzündliche Darmerkrankung: Glycin kann den NF -κ -B -Signalweg hemmen, die Infiltration der Darmschleimhaut entzündliche Zellinfiltration reduzieren und den Index der Krankheitsaktivität (DAI) von Mäusen mit ulcerosa Colitis um 52%verringern.
3.. Adjuvante Behandlung bei neurologischen Störungen
Parkinson -Krankheit:Reines GlycinpulverAls Vorläufer der L-DOPA-Synthese kann dies den Dopaminspiegel im Gehirn erhöhen und die motorischen Symptome verbessern. Die Kombinationstherapiestudie zeigte, dass der UPDRS -Score des Patienten um 18%abnahm.
Muskelatrophie: Glycin fördert die Proteinsynthese durch Aktivierung des mTOR -Weges, was zu einem Anstieg der Muskelfestigkeit bei Mäusen mit Muskeldystrophie um 30% führt.
4.. Ernährungsunterstützung und Drogenträger
Aminosäure -Infusion: Glycin ist die Kernkomponente der zusammengesetzten Aminosäureinjektion (10% -15%), die zur postoperativen Ernährungsunterstützung verwendet wird und die Krankenhausaufenthaltszeit um 1,2 Tage verkürzen kann.
Nanodrugträger: Glycinmodifizierte Liposomen können die Abgabe von Antitumor-Arzneimitteln abzielen, das Tumorvolumen von Brustkrebsmodellmäusen um 65%verringern und die Herztoxizität verringern.
1. Gewürz Agenten und Qualitätsverbesserung
Geschmacksverbesserung: Glycin und Monosodiumglutamat (MSG) arbeiten zusammen, um die Geschmacksintensität um dreimal zu erhöhen, und werden in sofortigen Nudeln und Gewürzen weit verbreitet (wie 5% -8% in Hühneressenz).
Säurekorrektur: Bei der Herstellung von Obstessig- und Sojasauce kann Glycin pH -Schwankungen pufferen, wodurch die Säure weicher und die Produktakzeptanz um 20%erhöht wird.
2. Technologie gegen Korrosion und Konservierung
Mikrobielle Hemmung: 0. 5% Glycinlösung kann die Anzahl der Escherichia coli in Fischhärtungsprodukten um 99,9% verringern und die Haltbarkeit auf 15 Tage verlängern.
Antioxidationsmittelschutz: Glycin hemmt die Öloxidation durch Chelat von Metallionen und verringert den Peroxidwert (POV) von Erdnussbutter um 45%.
3. Entwicklung funktioneller Lebensmittel
Sporternährung: Glycinpräparate können die Muskelglykogenreserven um 15% erhöhen und die Ausdauer der Bewegung um 22% verlängern, was es zu einem der bevorzugten Ergänzungsmittel für Sportler macht.
Schlafhilfe: Glycin fördert die Serotonin -Synthese, verkürzt die Beginnszeit um 17 Minuten und verbessert die Schlafqualitätsbewertung (PSQI) um 2,3 Punkte.
1. Pflanzenwachstumsregulierung
Anwendung des Blattdüngers: Das Sprühen mit 0. 1%Glycinlösung kann die Anzahl der Reis um 18%erhöhen, das tausend Korngewicht um 7%erhöhen und die Rendite um 12%erhöhen.
Verbesserte Stressresistenz: Glycin aktiviert die Prolin -Synthase und erhöht die Überlebensrate von Mais von 65% auf 88% unter Dürrebedingungen.
2. Innovation in Futtermittelzusatzstoffen
Animalwachstumsförderung: Das Hinzufügen von 0. 2% Glycin zu Ferkelfutter kann die tägliche Gewichtszunahme um 11% erhöhen und die Futterumwandlungsrate um 8% verbessern.
Verbesserung der Fleischqualität: Glycin reguliert den Muskelfettstoffwechsel, erhöht den intramuskulären Fettgehalt von Rindfleisch um 15% und verbessert die Zartheit von Fleisch.
3. Entwicklung von grünen Pestiziden
Rohstoff für Herbizide: Glycin ist ein wesentliches Intermediat von Glyphosat (dem weltweit am häufigsten verwendeten Herbizid), das 37% seiner molekularen Struktur ausmacht.
Biologischer Pestizidträger: Glycin modifizierte Nanopartikel können die Pestizidadhäsion um 40% erhöhen und den Verlust um 25% verringern.
Upgrade der Industrie -Technologie: Von der Materialwissenschaft bis zur Umweltverwaltung
1. Elektroplatten und Oberflächenbehandlung
Plattierungslösungszusatz:Reines GlycinpulverAls Chelatmittel kann die Härte von Nickelbeschichtungen um 20% erhöhen und die Porosität um 35% verringern.
Korrosionshemmung: Bildung eines Glycin -Zinkverbundfilms auf der Oberfläche von Stahl, wodurch die Korrosionsrate bei Salzspray -Tests um 60% reduziert wird.
2. Innovation in kosmetischen Rohstoffen
Reparatur der Hautbarriere: Glycin fördert die Differenzierung von Keratinozyten und beschleunigt die Wiederherstellung der Hautbarrierefunktion bei atopischen Dermatitismodellmäusen um 40%.
Sonnenschutzverbesserung: Die Kombination von Glycin und Titandioxid kann den SPF -Wert von Sonnenschutz um 15% erhöhen und das Auftreten weißer Flecken verringern.
3.. Abwasserbehandlungstechnologie
Schwermetalladsorption: Die Adsorptionskapazität von Glycin -modifiziertem Harz für Pb ² ⁺ erreicht 120 mg\/g, was das 2,5 -fache des herkömmlichen Harzes beträgt.
Entfernung von Ammoniakstickstoff: Bei Aquakulturabwasser kann das Glycin -Mikroorganismen -System die Konzentration von Ammoniakstickstoff von 200 mg\/l auf 15 mg\/l mit einer Entfernungsrate von 92,5%verringern.
Spitzenreitige interdisziplinäre Felder: Von Biokraftstoffen bis zum Quantencomputer
1. Produktion von Biokraftstoffen
Mikrobielle Synthese: Escherichia coli wurde durch Stoffwechsel technisch modifiziert, um Butanol mit Glycin als Vorläufer mit einer Ausbeute von 12 g\/l zu synthetisieren, was dreimal höher ist als herkömmliche Methoden.
Enzymkatalysierte Umwandlung: Eine durch Glycinoxidase katalysierte Bio -Batterie mit einer Ausgangsstromdichte von 0. 8 mw\/cm ², die eine neue Stromquelle für tragbare Geräte bietet.
2. Quantencomputermaterialien
Einzelmolekülmagnete: Metallkomplexe, die durch Glycin überbrückt, weisen ein langsames magnetisches Relaxationsverhalten auf und machen sie Kandidatenmaterialien für die Konstruktion von Quantenbits.
Photolumineszenz: Die Lumineszenz -Effizienz von Glycin -modifizierten Quantenpunkten wurde mit einer Farbreinheit von 99%auf 85%verbessert, was die Innovation in der Display -Technologie fördert.
3. 3D -Bioprinting
Zellgerüst: Die Druckgenauigkeit von Glycingelatinenverbund -Hydrogel beträgt 50 & mgr; m, was das Richtungswachstum von Nervenzellen unterstützt und ein neues Werkzeug für die Tissue Engineering bietet.
Arzneimittelfreisetzung: 3D-gedruckte Gerüste auf Glycinbasis können eine On-Demand-Arzneimittelfreisetzung erreichen, die lokale Arzneimittelkonzentration der Tumor um das 10-fache erhöhen und die systemische Toxizität um 70%verringern.
Synthetischer Glycin:
Aminoacetonitril wurde mit Formaldehyd, Wasserstoffcyanid und Ammoniak als Rohstoffe synthetisiert und dann zu Glycin zersetzt.
Das rohe Wasserstoffcyanid wird aus Methan und Ammoniak synthetisiert, und dann absorbiert die Formaldehydlösung kontinuierlich das Wasserstoffcyanid. Dann werden die Reaktionslösung und Ammoniak 2 Minuten lang nach 120 Grad umgesetzt, um Aminoacetonitril zu erzeugen. Schließlich wird die alkalische Lösung zu Hydrolyse zugesetzt, um Glycin mit einer Gesamtausbeute von 87%zu erhalten.
Fügen Sie Melamin in die wässrige Lösung von Ammoniumcarbonat und Natriumcyanid hinzu, rühren Sie und lösen Sie es bei Raumtemperatur auf und reagieren Sie dann 3H bei 80-85 Grad. Holen Sie sich Hydantoin -wässrige Lösung. Fügen Sie dann direkt 30% NaOH wässrige Lösung hinzu und hydrolysieren Sie sie 3H bei 170 Grad. Schließlich wurde Glycin mit Kationenaustauschharz behandelt und die Rendite betrug 83,2%.
Mischen Sie Ammoniakwasser und Ammoniumbicarbonat und erhitzen Sie sie bis zu 55 Grad. Fügen Sie die monochloressigsäurehydrolyse -Lösung hinzu, um 2H zu reagieren. Dann wird das verbleibende Ammoniak durch Erwärmung bis zu 80 Grad entfernt und die Entfärbung mit aktiviertem Kohlenstoff durchgeführt. Fügen Sie nach der Filterung 95% Ethanol zum Filtrat hinzu, um Glycinkristalle zu trennen. Nach der Trennung mit Ethanol waschen. Nach dem Trocknen werden grobe Produkte erhalten. Das Rohprodukt ist in heißem Wasser gelöst und mit Ethanol umkristallisiert, um das fertige Produkt mit einer Ertrag von etwa 42%zu erhalten.
Fügen Sie 2 kg Ammoniakwasser in 1l Methanol hinzu und fügen Sie dann 0. 3kg Hexamethylenetetramin hinzu. Nach der Klärung der Lösung 2L -Methanol in 10 kg Chloressigsäure gelöst und die Systemtemperatur erheblich steigt. Wenn es 58 Grad erreicht, wird eine große Anzahl von Kristallen ausgefällt. Wenn die Temperatur auf Raumtemperatur sinkt und die obere Flüssigkeit geklärt wird, werden Kristalle durch Filtration erhalten. Nachdem das Filtrat 2 Tage lang platziert wurde, können einige Kristalle getrennt werden. Fügen Sie 2-3 mal die Menge an entionisiertem Wasser in das Rohprodukt hinzu, erhitzen Sie es auf 70-75 Grad, fügen Sie Methanol das doppelte Volumen nach der Auflösung hinzu, kühlen Sie es so, dass sie sich trennen und kristallisieren, und trocknen Sie es bei 70 Grad für 2h, um Fineprodukt mit Ertrag von 68,6% und Reinheit von 99,6% zu erhalten
In den späten 1980er Jahren fügte die Mitsubishi Corporation in Japan das untersuchte aerobische Agrobacterium, das Brevibacterium, das Corynebacterium und andere mikrobielle Stämme zu dem Medium, das Kohlenstoffquelle, Stickstoffquelle und anorganische Nährstofflösung für den Kultivierende und einen Auszug der anorganischen Größen und einen PH -PH ~ 9 ~ 9 ~ 9 ~ 9 ~ 9 ~ 9 ~ 9 ~ 9 ~ 9 ~ 9 ~ 9 ~ 9 ~ 9 ~ 9 ~ 9 ~ 9 ~ 9 ~ 9 ~ 9 ~ 9 ~ 9 ~ 9 ~ 9 ~ 9 ~ 9 ~ 9 ~ 9 ~ 9 usw., und die und sich auf den Stickstoffquellen mit 25 ~ 45 -und -neutonierter und einen PH -~ 9, und den PH -~ 9) hinzu. Glycin.
Seit der 199 0 s hat die Technologie der Glycin -Synthese im Ausland neue Fortschritte erzielt. Nitto Chemical Industry Co., Ltd. aus Japan fügte 0,5% (Massenanteil, Trockengewicht) von Pseudomonas, Kasein und Alkali zu, die Bakterien für das Substrat mit Glycinamin produzieren und 45 Stunden bei 30 Grad 7,9 ~ 8,1 reagierten. Fast alle Glycinamine wurden mit einer Umwandlungsrate von 99%zu Glycin hydrolysiert.
Reines Glycinpulverist ein polares Molekül als Ganzes (alle Aminosäuren sind polar), gehört aber zu nicht-polaren Aminosäuren. Dies liegt daran, dass die Polarität einer Aminosäure durch die Natur ihrer R -Gruppe und nicht durch das gesamte Molekül bestimmt wird. Die Glycinzweigkette ist ein Wasserstoffatom, das es als Kohlenwasserstoffkette klassifiziert, die nicht Polar ist. In ähnlicher Weise ist es, obwohl es in Wasser löslich ist, eine hydrophobe Aminosäure.
Natürlich denken einige Leute, dass die Nebenkette von Glycin zwischen Polarität und Nicht -Polarität liegt, und ihre R -Gruppe ist nur ein Wasserstoffatom, das nur wenig Einfluss auf die Amino- und Carboxylgruppen mit starker Polarität hat. Es wird jedoch in der Biologie im Allgemeinen als unpolar eingestuft.
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