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L-半胱氨酸和胱氨酸是含硫的非必需氨基酸，它們是組成蛋白質的基本單元之一，廣泛用于醫藥、食品、化妝品的加工制造。L-胱氨酸是形成皮膚不可缺少的物質，能加速燒傷的恢復及放射性損傷的化學防護，能刺激紅細胞、自細胞的增生。L-半胱氨酸所帶的琉基具有許多重要的生理作用，可以緩解藥物(酚、萘、苯、氰離子)中毒，對放射線也有防治效果。同時L-半胱氨酸能促進毛發的生長，可用于治療脫發癥。
Ⅳ-乙酰-L-半胱氨酸是L-半胱氨酸的衍生物，具有許多重要的生物活性，可作為祛痰劑、乙酰氨基苯酚的有效解毒藥，還可減輕環磷酰胺等化療藥物引起的血尿，也是復合結晶氨基酸注射液中的重要組成成分一半胱氨酸的其它衍生物，如L-半胱氨酸甲酯鹽酸鹽可以用于治療支氣管炎，鼻粘膜滲出性炎癥等癥狀。此外，利用L-半胱氨酸的Mailard反應，可以人工調制出象牛肉、豬肉加熱烹調時所產生的“肉香”，作為調味劑使用。
目前，我國生產L-胱氨酸和L-半胱氨酸的技術水平較低，主要采取毛發水解(酸水解和堿水解)來提取。L-胱氨酸，再通過電解還原生產一半胱氨酸。L-胱氨酸的年產量300t以上，大部分用于出口。L-胱氨酸的水解生產方法盡管被廣泛采用，但該方法產量低、能耗高，水解過程產生難聞氣體及大量的廢酸。而化學方法合成L-半胱氨酸不僅需要很多步驟，而且產生DL-型外消旋體，只有經過化學拆分才能得到所需要的半
胱氨酸，因此只用于合成L-半胱氨酸的中間體。盡管L-胱氨酸和L-半胱氨酸的微生物方法生產日益受到人們的重視，但是由于技術原因，僅日本報道了有關微生物酶法生產L-胱氨酸和L-半胱氨酸的較為成熟的生產工藝，近幾年來，韓國和德國的研究人員也報道了一些有關微生物方法生產L-胱氨酸和L-半胱氨酸的新的研究成果。
(1)容易被氧化
L-半胱氨酸可以被空氣中的氧氧化變成胱氨酸。
(2) 與其它琉基化合物反應
(3)還原雙硫鏈化合物
(4)與重金屬鹽反應
(5)與有機鹵化物反應
(1)L-半胱氨酸由于在生物體內具有抱合作用等，故對范圍廣泛的毒物(如甲醛、乙醛，氯仿、四氯化碳、鉛、鏞、氯甲汞、過氧化脂、PcB河豚毒，酒精等)具有有效的解毒作用，這些都已被實驗所證明。
(2)用半胱氨酸可以有效地預防和治療放射性傷害。
(3)L-半胱氨酸在皮膚蛋白的角蛋白生成中維持重要的巰基酶的活性，并且補充巰基，以維持皮膚的正常代謝。還可用于治療廣泛的皮膚病(如通常的痤瘡、蕁麻疹，中毒疹、藥疹，濕疹，肝斑等)。它對農藥皮膚炎，中毒兼中毒性肝炎等也都有療效。
(4)每當出現炎癥、過敏使膽磷酯酶等的巰基酶降低時，補給L-半胱氨酸可維持琉基酶的靜性，改善炎癥和過敏的皮膚癥狀。
(5)由于L-半胱氨酸具有溶解角質的作用，所以對角質肥厚的皮膚病也有效。
(6) 半胱氨酸具有防止生物體衰老的功能。
(7) 半胱氨酸腺主要分布在肝，脾腎中外，還大量積聚在人體表面(包括皮膚、粘膜、消化器表面等)，在異物(包括經I：1攝取的、從大氣吸入的與皮膚接觸侵入的異物)侵入時可強化生物體自身的防衛能力，調整生物體的防御機構。
自頭發中制得，常用其鹽酸鹽，含有巰基，參與細胞的還原過程和肝臟中的磷脂代謝，有保護肝細胞和強化肝功能的作用。臨床用于治療放射性藥物中毒、銻劑中毒、肝炎，以及預防肝壞死等。
注射用半胱氨酸：0.1g。
肌內注射：0.1～0.2g，1～2次/d。臨用前將粉針劑溶于所附磷酸氫二鈉緩沖液2ml中。
臨用前溶于附帶的磷酸二鈉緩沖劑。
根據構型的不同，半胱氨酸有L型、D型和DL型之分，而在體內具有生理活性的為L型半胱氨酸。L-半胱氨酸是組成蛋白質的成分之一，是一種a氨基酸，它的存在可以保持蛋白質的穩定性，同一條或不同多肽鏈兩個L-半胱氨酸殘基間以二硫鍵(一S—S一)連接，使蛋白質具有穩定的空間立體結構。L-半胱氨酸是構成蛋白質20多種氨基酸中具有活性巰基的氨基酸，它在醫藥、食品、飼料、化妝品等行業具有廣泛的用途。
在醫藥上，L-半胱氨酸鹽酸鹽具有恢復肝功能的作用，用于治療放射性藥物中毒、銻中毒、肝炎、血清病；N一乙酰一L-半胱氨酸是粘液溶解性祛痰劑，通過其分子中的一SH 能使粘液中粘蛋白的～S—S一鍵斷裂，使粘度迅速下降，在幾分鐘內，使痰液易于咳出或吸出，改善呼吸狀況，適用于肺合并癥的治療及急慢性支氣管炎、支氣管哮喘、支氣管擴張、肺結核、肺炎、肺氣腫等引起的痰液稠厚、咳痰困難、氣管阻塞等。
國外進行外科手術后的病人常使用此藥，使支氣管濃稠的痰液化稀，防止咳嗽，以免振動傷口。此外，N-乙酰-L-半胱氨酸的3 水溶液(國外稱為“阿西丁”)可治療角膜炎；可作為穩定劑用于氨基酸輸液中。L-半胱氨酸乙酯鹽酸鹽可用于肝炎、肝硬化病人，增強肝功能、用于白血球減少癥、放射線所造成的損害。L-半胱氨酸還具有消炎、止痛、抑制細菌和癌細胞生長等作用。
①食品增香劑與發色劑；②面包添加劑；③油脂抗氧劑和保鮮劑；④防止食品褐變。
人們發現用L-半胱氨酸生產美白化妝品非常理想，對其開發和使用正處在迅速地發展中。最近的光醫學、光生物學的研究表明：在表皮最下層的色素細胞可產生底層黑色素造成黑色素沉著，使表皮出現黑斑。色素細胞中所含有的具巰基(一SH)基團的L-半胱氨酸，可調節黑色素的生成，因為L-半胱氨酸的巰基(一SH)具有還原能力和化學反應活性。
在飼料添加劑方面，據德國莫勒斯公司(Moeller Co、)統計，除了賴氨酸、谷氨酸與蛋氨酸以外，以L-胱氨酸的用量為最大。由于L-胱氨酸的溶解度太小(在室溫時每1升水中只能溶解0.1lg)，所以需制備成L-半胱氨酸才能添加到飼料中予以使用。
目前L-半胱氨酸的合成主要有毛發水解后還原法、酶法合成法、化學合成法和發酵法等。我國對L-半胱氨酸的生產主要依靠毛發酸水解后提取L-胱氨酸，然后將L一胱氨酸經化學或電解還原制備得到L-半胱氨酸，國外有酶法合成和化學合成兩種方法。現將各種生產方法分述如下：
毛發(頭發、豬毛、羽毛梗)的主要成分是角蛋白，它是由各種n一氨基酸組成，其中L-半胱氨酸含量為12 ～14 ，因此工業上常利用毛發水解來制取L-胱氨酸，然后經電解還原得到L-半胱氨酸。角蛋白的水解一般采用堿水解和酸水解兩種方法，由于堿水解法對角蛋白水解后氨基酸破壞比較嚴重，收率較低，另外堿水解還會產生氨基酸的外消旋反應，因此目前一般采用酸水解法進行生產。酸水解得到的L-胱氨酸需進一步用電解還原或者錫粉還原才能得到L-半胱氨酸。
1997年四川大學化學系提出根據”不對稱合成原理”化學合成L-半胱氨酸的途徑。合成原理是利用氯代烷類化合物經過氧化反應、加成反應、還原反應、取代反應，最后得到半胱氨酸，半胱氨酸的提取率是7.5。化學合成半胱氨酸需多步反應，產生DL-型外消旋體，只有經過化學拆分才能得到所需要的L-半胱氨酸，用于L-半胱氨酸中間體的合成。
L-半胱氨酸的發酵法生產現在正處于嘗試探索階段，大規模的生產還受到一定條件的限制，其主要原因是因為微生物體內的L-半胱氨酸合成過程復雜，而且合成中的關鍵問題是一SH的來源。對大多數的植物和微生物來說，一SH基團來源于S()；一，而S()j一可還原為某種硫化物，這正是發酵法制取L-半胱氨酸難以解決的問題。目前尚未見到以野生型菌株進行發酵法生產L-半胱氨酸的報道。但國外一些學者對細菌產生L-半胱氨酸的酶系和調控基因進行了研究，試圖以突變株或工程菌株進行發酵生產L-半胱氨酸
用酶法合成有用物質，多為比較昂貴的精細化工產品，合成產物的最大特點是具有光學活性，而且工藝簡單，是化學合成法所不可比擬的。近年來，以微生物為酶源，采用酶法制備氨基酸的技術有了快速的發展。
基因工程技術已經廣泛應用于微生物的菌種改良，它不僅擴大了菌種改良的方向和范圍，而且使微生物菌種的改造由未知的突變和誘變發展為有目的定點突變，它主要通過以下幾個途徑增強生產菌株的生產能力：(1)利用多聚酶鏈反應(PCR)技術，改造目的基因，使基因產物的活力增加；(2)使用強啟動子或獨立啟動子增強目的基因的轉錄數；(3)把目的基因克隆到更容易獲得產物的標準菌株或其它菌株中，例如，把目的基因轉入對底物的耐受性增強或者對產物的反饋抑制具有抗性的菌株；(4)克隆有利于目的基因轉錄的激活基因或缺失抑制基因。
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