L-鸟氨酸 | 70-26-8

• 物质功能分类: 生物化工 - 常见氨基酸及蛋白质类
• 分子结构分类: 有机化合物 - 有机酸及其衍生物 - 羧酸及其衍生物
• 中文名称: L-鸟氨酸
• 中文别名: 2,5-二氨基戊酸；鸟氨酸
• 英文名称: L-ornithine
• 英文别名: ornithine；L-Orn；Orn；(2S)-2,5-diaminopentanoate;hydron
• CAS: 70-26-8
• 化学式: C₅H₁₂N₂O₂
• mdl: MFCD00242584
• 分子量: 132.162
• InChiKey: AHLPHDHHMVZTML-BYPYZUCNSA-N

物化性质

• 熔点：
  140°C
• 比旋光度：
  D25 +11.5° (c = 6.5)
• 沸点：
  244.08°C (rough estimate)
• 密度：
  1.1740 (rough estimate)
• 溶解度：
  水：50mg/mL（378.33 mM）； DMSO：< 1 mg/mL（不溶或微溶）
• LogP：
  -4.220
• 物理描述：
  Solid
• 碰撞截面：
  129.79 Ų [M+H]+ [CCS Type: DT, Method: stepped-field]
• 稳定性/保质期：

  存在于烟叶和烟气中。

计算性质

• 辛醇/水分配系数(LogP)：
  -4.4
• 重原子数：
  9
• 可旋转键数：
  4
• 环数：
  0.0
• sp3杂化的碳原子比例：
  0.8
• 拓扑面积：
  89.3
• 氢给体数：
  3
• 氢受体数：
  4

ADMET

代谢

鸟氨酸在肝脏中经过广泛代谢，转化为L-精氨酸、聚胺、脯氨酸以及其它几种代谢物。

Ornithine undergoes extensive metabolism in the liver to L-arginine, polyamines, and proline, and several other metabolites.

来源:DrugBank

代谢

鸟氨酸在肝脏中经过广泛代谢，转化为L-精氨酸、聚胺、脯氨酸以及其它几种代谢物。

Ornithine undergoes extensive metabolism in the liver to L-arginine, polyamines, and proline, and several other metabolites.

来源:Toxin and Toxin Target Database (T3DB)

毒理性

• 毒性总结

L-鸟氨酸被代谢成L-精氨酸。L-精氨酸刺激垂体释放生长激素。烧伤或其他伤害会影响全身组织中L-精氨酸的状态。在这些条件下，由于L-精氨酸的从头合成通常不足以维持正常的免疫功能，也不足以维持正常的蛋白质合成，因此L-鸟氨酸可能具有免疫调节和伤口愈合活性（通过其代谢为L-精氨酸）。

L-Ornithine is metabolised to L-arginine. L-arginine stimulates the pituitary release of growth hormone. Burns or other injuries affect the state of L-arginine in tissues throughout the body. As De novo synthesis of L-arginine during these conditions is usually not sufficient for normal immune function, nor for normal protein synthesis, L-ornithine may have immunomodulatory and wound-healing activities under these conditions (by virtue of its metabolism to L-arginine).

来源:Toxin and Toxin Target Database (T3DB)

毒理性

• 致癌物分类

对人类不具有致癌性（未被国际癌症研究机构IARC列名）。

No indication of carcinogenicity to humans (not listed by IARC).

来源:Toxin and Toxin Target Database (T3DB)

毒理性

• 健康影响

鸟氨酸长期高水平与至少9种遗传性代谢错误有关，包括：胱硫醚β-合成酶缺乏症、伴有螺旋状萎缩的高鸟氨酸血症、高鸟氨酸血症-高氨血症-同型瓜氨酸尿综合征、高鸟氨酸血症-高氨血症-同型瓜氨酸尿综合征、高脯氨酸血症II型、赖氨酸尿性蛋白不耐受、鸟氨酸转氨酶缺乏症、鸟氨酸转氨甲酰酶缺乏症和高脯氨酸血症II型。

Chronically high levels of ornithine are associated with at least 9 inborn errors of metabolism including: Cystathionine Beta-Synthase Deficiency, Hyperornithinemia with gyrate atrophy, Hyperornithinemia-hyperammonemia-homocitrullinuria syndrome, Hyperornithinemia-hyperammonemia-homocitrullinuria syndrome, Hyperprolinemia Type II, Lysinuric Protein Intolerance, Ornithine Aminotransferase Deficiency, Ornithine Transcarbamylase Deficiency and Prolinemia Type II.

来源:Toxin and Toxin Target Database (T3DB)

毒理性

• 暴露途径

从小肠通过一个钠依赖性主动运输过程被吸收

Absorbed from the small intestine via a sodium-dependent active transport process

来源:Toxin and Toxin Target Database (T3DB)

毒理性

• 毒性数据

口服，大鼠LD50 = 10000毫克/千克

Oral, rat LD₅₀ = 10000 mg/kg

来源:Toxin and Toxin Target Database (T3DB)

吸收、分配和排泄

• 吸收

从小肠通过一个钠依赖性主动运输过程被吸收

Absorbed from the small intestine via a sodium-dependent active transport process

来源:DrugBank

安全信息

• 危险品标志：
  T,N
• WGK Germany：
  3
• 海关编码：
  2922499990
• 危险类别：
  6.1
• 安全说明：
  S20/21,S28,S45,S60,S61
• 危险类别码：
  R50/53,R23/25,R33
• 包装等级：
  II
• 危险品运输编号：
  UN 2810 6.1/PG 2
• 储存条件：
  2~8°C

制备方法与用途

性状

纯净的鸟氨酸是白色固体，但由于难以结晶，常以浆状物形式存在。通常使用的是鸟氨酸盐酸盐。

溶解性

鸟氨酸易溶于水和乙醇，微溶于乙醚。作为试剂使用的单盐中，L-鸟氨酸单盐易溶于水而不溶于甲醇、乙醇或乙醚。

应用

在食品工业中添加鸟氨酸作为一种营养强化剂，不仅可以补充天然食品的营养缺陷，还能改善食品中的营养成分及其比例，满足人们对于营养的需求。此外，利用营养强化剂可以特别补充某些营养物质，实现特殊饮食和健康的目标。

生理功能

鸟氨酸是一种碱性氨基酸，在普通蛋白质中无法找到（不属于组成蛋白质的20种氨基酸），但它存在于短杆菌酪肽、短杆菌肽S等抗菌性肽中，并从深山紫堇根中发现了δ-N-乙酰鸟氨酸。鸟氨酸由精氨酸在碱性条件下或通过精氨酸酶作用分解生成，作为尿素循环的一部分与尿素的生成相关。胺甲酰磷酸与鸟氨酸结合生成瓜氨酸和磷酸，瓜氨酸再转化为精氨酸，精氨酸裂解为尿素和鸟氨酸，在代谢上具有重要功能。它还能在生物体内与精氨酸、谷氨酸、脯氨酸相互转变，并与α-酮酸、乙醛酸进行氨基转移，在鸟氨酸脱羟酶的作用下脱羧生成丁二胺，进一步合成多胺。

生物活性

L-鸟氨酸具有抗疲劳作用，能够不断增加能源消耗的效率并促进氨的排泄。

靶点

Human Endogenous Metabolite

用途

生化研究

反应信息

• 作为反应物：
  描述：

  L-鸟氨酸 在 1,4-二氧六环 、 sodium hydroxide 、 乙醚 、 五氯化磷 、 乙酸乙酯 作用下， 生成 N-(Nα.Nδ-bis-benzyloxycarbonyl-L-ornithyl)-L-leucine
  参考文献：
  名称：

  Synge, Biochemical Journal, 1948, vol. 42, p. 99,101

  摘要：

  DOI：
• 作为产物：
  描述：

  葡萄糖 生成 L-鸟氨酸
  参考文献：
  名称：

  Method of producing l-ornithine by fermentation

  摘要：

  公开号：

  US02988489A1
• 作为试剂：
  描述：

  potassium hydrogencarbonate 在 L-鸟氨酸 、 L-谷氨酰胺 、 potassium chloride 、 5’-三磷酸腺苷 、 magnesium chloride 作用下， 生成 氨基甲酰磷酸
  参考文献：
  名称：

  Carbamate Transport in Carbamoyl Phosphate Synthetase: A Theoretical and Experimental Investigation

  摘要：

  The transport of carbamate through the large subunit of carbamoyl phosphate synthetase (CPS) from Escherichia coli was investigated by molecular dynamics and site-directed mutagenesis. Carbamate, the product of the reaction involving ATP, bicarbonate, and ammonia, must be delivered from the site of formation to the site of utilization by traveling nearly 40 angstrom within the enzyme. Potentials of mean force (PMF) calculations along the entire tunnel for the translocation of carbamate indicate that the tunnel is composed of three continuous water pockets and two narrow connecting parts, near Ala-23 and Gly-575. The two narrow parts render two free energy barriers of 6.7 and 8.4 kcal/mol, respectively. Three water pockets were filled with about 21, 9, and 9 waters, respectively, and the corresponding relative free energies of carbamate residing in these free energy minima are 5.8, 0, and 1.6 kcal/mol, respectively. The release of phosphate into solution at the site for the formation of carbamate allows the side chain of Arg-306 to rotate toward Glu-25, Glu-383, and Glu-604. This rotation is virtually prohibited by a barrier of at least 23 kcal/mol when phosphate remains bound. This conformational change not only opens the entrance of the tunnel but also shields the charge-charge repulsion from the three glutamate residues when carbamate passes through the tunnel. Two mutants, A23F and G575F, were designed to block the migration of carbamate through the narrowest parts of the carbamate tunnel. The mutants retained only 1.7% and 3.8% of the catalytic activity for the synthesis of carbamoyl phosphate relative to the wild type CPS, respectively.

  DOI：

  10.1021/ja910441v

文献信息

• Amino acid derivatives as HIV aspartyl protease inhibitors
  申请人：Pharmacor Inc.

  公开号：US06455587B1

  公开（公告）日：2002-09-24

  The present invention relates to a class of amino acid derivatives with HIV aspartyl protease inhibitory properties.

  本发明涉及一类具有HIV天冬氨酸蛋白酶抑制性能的氨基酸衍生物。
• Potentiometric and Speciation Studies on the Complex Formation Reactions of [Pd(2-methylaminomethyl)-pyridine)(H2O)2]2+ with Some Bio-active Ligands and Displacement Reaction of Coordinated Inosine
  作者：Abeer T. Abd El-Karim、Islam R. El-Sherif、Wafaa M. Hosny、Eyad K. Alkhadhairi、Mutlaq S. Aljahdali、Ahmed A. El-Sherif

  DOI：10.1007/s10953-017-0621-z

  日期：2017.5

  of the complexes formed between [Pd(MAMP)(H2O)2]2+ and various biologically relevant ligands containing different functional groups were investigated. The ligands used are amino acids, peptides and DNA constituents. The results show the formation of 1:1 complexes with amino acids and peptides and the corresponding deprotonated amide species. Structural effects of peptides on amide deprotonation were

  研究了 [Pd(MAMP)(H2O)2]2+ 与含有不同官能团的各种生物相关配体之间形成的复合物的化学计量和稳定性常数。使用的配体是氨基酸、肽和 DNA 成分。结果显示与氨基酸和肽以及相应的去质子化的酰胺种类形成 1:1 复合物。研究了肽对酰胺去质子化的结构影响。嘌呤和嘧啶碱基尿嘧啶、尿苷、胞嘧啶、肌苷、肌苷 5'-单磷酸 (5'-IMP) 和胸腺嘧啶形成 1:1 和 1:2 复合物。计算各种复杂物质的浓度分布作为 pH 值的函数。还报道了氯离子浓度对 CBDCA 与 Pd(MAMP)2+ 形成常数的影响。结果显示 CBDCA 的开环和 DNA 成分的单齿络合形成 [Pd(MAMP)(CBDCA-O)DNA]，其中 (CBDCA-O) 表示由一个羧酸氧配位的环丁烷二羧酸盐。计算了 SMC 和/或甲硫氨酸置换作为典型 DNA 成分的配位肌苷的平衡常数。预计结果将有助于抗肿瘤剂的化学。优化复合
• Discovery of Peptidomimetic Antibody–Drug Conjugate Linkers with Enhanced Protease Specificity
  作者：BinQing Wei、Janet Gunzner-Toste、Hui Yao、Tao Wang、Jing Wang、Zijin Xu、Jinhua Chen、John Wai、Jim Nonomiya、Siao Ping Tsai、Josefa Chuh、Katherine R. Kozak、Yichin Liu、Shang-Fan Yu、Jeff Lau、Guangmin Li、Gail D. Phillips、Doug Leipold、Amrita Kamath、Dian Su、Keyang Xu、Charles Eigenbrot、Stefan Steinbacher、Rachana Ohri、Helga Raab、Leanna R. Staben、Guiling Zhao、John A. Flygare、Thomas H. Pillow、Vishal Verma、Luke A. Masterson、Philip W. Howard、Brian Safina

  DOI：10.1021/acs.jmedchem.7b01430

  日期：2018.2.8

  Antibody–drug conjugates (ADCs) have become an important therapeutic modality for oncology, with three approved by the FDA and over 60 others in clinical trials. Despite the progress, improvements in ADC therapeutic index are desired. Peptide-based ADC linkers that are cleaved by lysosomal proteases have shown sufficient stability in serum and effective payload-release in targeted cells. If the linker

  抗体-药物偶联物（ADC）已成为肿瘤学的重要治疗手段，其中三种已获得FDA批准，另外60多项已在临床试验中获得批准。尽管取得了进步，但仍需要改善ADC治疗指数。被溶酶体蛋白酶裂解的基于肽的ADC接头在血清中显示出足够的稳定性，并在靶细胞中有效释放有效负载。如果该接头可以被肿瘤特异性蛋白酶优先水解，则安全系数可能会提高。但是，基于肽的接头的使用限制了我们调节蛋白酶特异性的能力。在这里，我们报告新型非肽类ADC接头的结构指导发现。我们表明，含有环丁烷-1,1-二羧酸的连接子主要被组织蛋白酶B水解，而缬氨酸-瓜氨酸二肽连接子则不被水解。带有非肽接头的ADC在体内与具有二肽接头的ADC一样有效和稳定。我们的结果有力地支持了拟肽连接子的应用，并为改善ADC的选择性提供了新的机会。
• Synthesis and Cytotoxic Activity of Methyl Glycyrrhetinate Esterified with Amino Acids
  作者：René Csuk、Stefan Schwarz、Bianka Siewert、Ralph Kluge、Dieter Ströhl

  DOI：10.5560/znb.2012-0107

  日期：2012.7.1

  Methyl glycyrrhetinate was esterified at position C3 of ring A using different amino acids. A short, unbranched chain of four carbon atoms with two amino groups in positions 2 and 4 was shown to be the most active compound of this series (IC₅₀ = 0:8 M on liposarcoma Lipo cells). These compounds trigger apoptosis as shown by an acridine orange/ethidium bromide assay, trypan blue tests and DNA laddering experiments.

  甘草酸甲酯使用不同的氨基酸在 A 环的 C3 位进行酯化。结果表明，在第 2 位和第 4 位含有两个氨基的四碳原子无支链短链是该系列中活性最强的化合物（对脂肪肉瘤 Lipo 细胞的 IC50 = 0:8 M）。吖啶橙/溴化乙锭试验、胰蓝试验和 DNA 梯度实验均表明，这些化合物可引发细胞凋亡。
• Repurposing the 3‐Isocyanobutanoic Acid Adenylation Enzyme SfaB for Versatile Amidation and Thioesterification
  作者：Mengyi Zhu、Lijuan Wang、Jing He

  DOI：10.1002/anie.202010042

  日期：2021.1.25

  molecules with novel skeletons, but also to identify the enzymes that catalyze diverse chemical reactions. Exploring the substrate promiscuity and catalytic mechanism of those biosynthetic enzymes facilitates the development of potential biocatalysts. SfaB is an acyl adenylate‐forming enzyme that adenylates a unique building block, 3‐isocyanobutanoic acid, in the biosynthetic pathway of the diisonitrile

  微生物天然产物的基因组挖掘使化学家不仅能够发现具有新颖骨架的生物活性分子，而且能够识别催化多种化学反应的酶。探索这些生物合成酶的底物混杂性和催化机理有助于开发潜在的生物催化剂。SFAB是一种形成酰基腺苷酸的酶，可在由硫链霉菌产生的二异腈自然产物SF2768的生物合成途径中，对独特的结构单元3-异氰基丁酸进行腺苷酸化。，并且该AMP连接酶被证明可以接受各种短链脂肪酸（SCFA）。在本文中，我们将SFAB重新用于催化那些SCFA与各种胺或硫醇亲核试剂之间的酰胺化或硫酯化反应，从而提供了另一种酶促方法来体外制备相应的酰胺和硫酯。