产品名称: L-瓜氨酸
英文名: L-Citrulline
中文别名:
英文别名:
Cas 号: 372-75-8
产品编码:BP1645
分子式: C6H13N3O3
分子量: 175.188
来源:
物理性状:
化合物类型: Amino Acid
纯度: 95%~99%
分析方法: HPLC-DAD or/and HPLC-ELSD
鉴定方法: 质谱（Mass）, 核磁（NMR）
包装: 棕色小玻璃瓶，标准包装10mg，20mg，50mg；可以按客户需求包装。
可以满足克级以上大量需求，详情请咨询。
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L-瓜氨酸的HPLC图谱
储存条件：短期保存 2~8℃，长期保存 -20 ~ -80℃
118.44
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L-瓜氨酸（L-Citrulline），化学名2-氨基-5-（氨基甲酰基氨基）戊酸，是一种非蛋白质编码的α-氨基酸，CAS号为372-75-8。自1930年首次从西瓜（Citrullus vulgaris）中分离鉴定以来，其独特的代谢地位和广泛的生理功能逐渐成为生物医学研究的热点。L-瓜氨酸不仅是尿素循环和精氨酸-瓜氨酸循环中的关键中间体，更是内源性一氧化氮（NO）生成的重要前体物质。这一核心功能使其在心血管稳态、免疫调节、能量代谢及细胞保护等多个生理病理过程中扮演着枢纽角色。近年来，随着对NO信号通路、线粒体功能及表观遗传调控认识的深入，L-瓜氨酸的药理学价值，尤其是在以高血压为代表的血管性疾病中的治疗潜力，受到了前所未有的关注。本文旨在系统综述L-瓜氨酸的化学特性、来源、药理活性、分子作用机制、成药性及其临床应用前景，以期为该天然产物的深度开发和转化研究提供全面的学术参考。
L-瓜氨酸的分子式为C6H13N3O3，分子量为175.1880 g/mol。其化学结构特征在于一个典型的α-氨基酸骨架（含α-氨基和α-羧基），侧链为脲基（-NH-(C=O)-NH2），这一独特的脲基结构是其区别于其他氨基酸的关键，也决定了其部分理化性质。
在理化性质方面，L-瓜氨酸表现出典型的亲水性氨基酸特征。其计算脂水分配系数（LogP）为-1.3909，表明其具有高度的亲水性和极低的脂溶性。拓扑极性表面积（TPSA）高达118.44 Ų，进一步印证了其强极性。这些数据与其良好的水溶性（约5.69 g/100 mL）相符，有利于其在体液中的溶解和运输。L-瓜氨酸以两性离子形式存在，是L-瓜氨酸两性离子的互变异构体，其等电点（pI）约为5.92，在生理pH环境下带净正电荷。成药性初步评估显示，其血脑屏障透过性较低，这与其高极性和亲水性有关。重要的是，在初步的毒性筛查中，L-瓜氨酸未显示hERG钾通道抑制活性（致心律失常风险低），且Ames试验结果为阴性（0.0），提示其无直接的遗传毒性，具有较好的安全性基础。
L-瓜氨酸在自然界中分布广泛，尤其在葫芦科植物中含量丰富。其名称即来源于西瓜（Citrullus lanatus），西瓜果肉、特别是瓜皮部分是已知最丰富的天然来源之一。此外，其他瓜类如黄瓜、蜜瓜，以及某些豆类、坚果（如杏仁）和肉类中也含有一定量的L-瓜氨酸。
从天然原料中提取L-瓜氨酸主要依赖于其极性和溶解性。传统的提取工艺包括水提法、酸提法或醇水混合提取法。以西瓜为例，常见流程为：将西瓜皮或果肉破碎后，采用热水或一定浓度的乙醇溶液进行浸提，过滤后合并滤液。随后通过减压浓缩得到粗提物。进一步的纯化是关键步骤，常采用离子交换色谱法。由于L-瓜氨酸在特定pH下带正电，可选用阳离子交换树脂（如732型强酸性阳离子交换树脂）进行吸附，再用氨水或氢氧化钠溶液进行梯度洗脱，收集富含L-瓜氨酸的流分。洗脱液经脱盐（如使用电渗析或凝胶过滤色谱）和浓缩后，可通过重结晶（常用溶剂为水-乙醇体系）获得高纯度的L-瓜氨酸晶体。现代生物技术也提供了新途径，即利用微生物（如基因工程改造的大肠杆菌或谷氨酸棒杆菌）发酵法生产L-瓜氨酸，该方法具有产量高、周期短、不受季节限制等优势，是工业化生产的重要方向。
大量临床前及临床研究揭示了L-瓜氨酸多样化的药理活性，其核心围绕NO代谢的调节展开。
心血管保护作用：这是L-瓜氨酸研究最深入的领域。补充L-瓜氨酸能有效提升血浆L-精氨酸水平，通过NO合酶（NOS）途径促进NO生成。NO是强大的血管内皮依赖性舒张因子，能直接松弛血管平滑肌，降低外周血管阻力。多项动物实验和人体临床试验证实，口服L-瓜氨酸能显著降低原发性高血压、盐敏感性高血压及代谢综合征相关高血压患者的收缩压和舒张压，改善血管内皮功能。其降压作用温和、持久，且不易引起体位性低血压。
改善运动表现与抗疲劳：L-瓜氨酸参与尿素循环，有助于清除运动产生的氨，减轻氨中毒导致的疲劳。同时，通过增加NO生成，改善运动时的肌肉血流灌注和营养物质输送，并可能促进线粒体生物合成和能量代谢。研究表明，补充L-瓜氨酸能减少运动后肌肉酸痛，增强无氧运动能力，延缓耐力运动中的疲劳发生。
免疫调节与抗炎作用：在免疫细胞中，L-瓜氨酸可通过“精氨酸循环”被重新转化为L-精氨酸，为诱导型NOS（iNOS）提供底物，产生大量NO，参与巨噬细胞等免疫细胞的杀菌功能。此外，L-瓜氨酸代谢与调节性T细胞功能、炎症因子表达相关，表现出抗炎特性。
细胞保护与抗氧化：L-瓜氨酸本身具有一定的自由基清除能力。更重要的是，其代谢产物NO和精氨酸是合成多胺和脯氨酸的前体，参与细胞增殖、胶原蛋白合成和组织修复。在缺血再灌注损伤、药物性肝损伤等模型中，L-瓜氨酸显示出保护作用。
神经保护潜在作用：尽管血脑屏障透过性低，但中枢神经系统内存在独立的瓜氨酸-精氨酸-NO通路。研究提示，该通路可能影响神经递质释放、脑血流调节和神经炎症，在神经退行性疾病和认知功能方面具有潜在价值。
L-瓜氨酸的药理作用并非通过单一靶点实现，而是通过其代谢网络，多靶点、多通路地调控细胞功能。其核心机制是作为L-精氨酸的前体，经由精氨酸琥珀酸合成酶（ASS）和裂解酶（ASL）催化，再生为L-精氨酸，从而维持细胞内“精氨酸池”的稳定，为NOS提供充足底物，保障NO的持续生成。
针对高血压等疾病，其作用涉及多个关键分子靶点与通路：
直接/间接调控NOS活性：作为底物再生的关键环节，L-瓜氨酸是构成“细胞内精氨酸循环”的核心，直接支持内皮型NOS（eNOS）的活性，这是其血管舒张作用的基石。eNOS活性的上调与AMPK（PRKAA1）、SIRT1等蛋白的激活密切相关。
激活AMPK（PRKAA1）通路：研究表明，L-瓜氨酸能激活AMP活化蛋白激酶（AMPK）。AMPK是细胞能量代谢的“总开关”，其激活可促进eNOS磷酸化（Ser1177）并激活，增加NO产生；同时抑制血管收缩相关通路，改善胰岛素敏感性，从多角度协同降压。
调节SIRT1与HIF1A：沉默信息调节因子1（SIRT1）是一种NAD+依赖的去乙酰化酶。L-瓜氨酸代谢可能与细胞内NAD+水平相关联，间接影响SIRT1活性。SIRT1可去乙酰化并激活eNOS，同时抑制缺氧诱导因子1α（HIF1A）的活性。HIF1A的稳定会促进内皮素等缩血管因子的表达，L-瓜氨酸可能通过此通路间接抑制血管过度收缩。
影响肾素-血管紧张素系统（RAS）与内皮素系统：L-瓜氨酸可能通过NO介导的负反馈调节，抑制血管紧张素转换酶（ACE）的活性，并下调血管紧张素II受体1型（AGTR1）和内皮素受体A（EDNRA）的表达，从而拮抗两大强效缩血管系统。
抑制可溶性环氧化物水解酶（EPHX2）：EPHX2负责降解具有血管舒张和抗炎作用的内源性环氧二十碳三烯酸（EETs）。有研究提示，L-瓜氨酸或其代谢物可能抑制EPHX2，从而提升EETs水平，协同NO发挥血管保护作用。
调节炎症与氧化应激通路：L-瓜氨酸可能通过增加NO，抑制核因子κB（NF-κB）亚基RELA的核转位，减少炎症因子（如TNF-α, IL-6）的表达。此外，其可能通过激活过氧化物酶体增殖物激活受体γ（PPARG），发挥抗炎和改善内皮功能的作用。
其他潜在靶点：有研究涉及烟碱型乙酰胆碱受体α7亚基（CHRNA7），该受体激活可导致eNOS磷酸化和NO释放，L-瓜氨酸可能间接影响此通路。
从成药性角度分析，L-瓜氨酸作为内源性物质，具有显著优势。其分子量小，极性高，水溶性好，口服后吸收迅速。药代动力学研究表明，口服L-瓜氨酸后，主要在空肠和回肠通过钠依赖性和非钠依赖性的氨基酸转运体（如B0AT1）被吸收。与直接补充L-精氨酸相比，L-瓜氨酸的首过效应低，不被肝脏大量代谢，能更有效地提升血浆和细胞内L-精氨酸水平，此现象被称为“瓜氨酸效应”。
L-瓜氨酸在体内的分布广泛，但受血脑屏障限制，中枢神经系统浓度较低。其代谢是其主要消除途径：大部分被肾脏和肠道等组织摄取，通过ASS/ASL途径转化为L-精氨酸，进而参与NO合成、尿素循环或蛋白质合成。少部分以原形经肾脏随尿液排出。其消除半衰期相对较短，约1-2小时，因此常需每日分次给药以维持稳定的血药浓度。
安全性方面，L-瓜氨酸的耐受性良好。临床研究中，即使较高剂量（如每日10-15克），不良反应也较轻微且罕见，主要包括胃肠道不适（如腹胀、腹泻）。其无hERG抑制和遗传毒性风险，长期使用的安全性数据也在积累中。然而，对于严重肾功能不全者，需谨慎使用，因其代谢涉及氮的处置。
L-瓜氨酸的临床应用已从传统的营养补充剂向疾病辅助治疗方向拓展，前景广阔。
未来展望与研究方向包括：① 新型递送系统开发：研发脂质体、纳米粒或前药策略，以提高其生物利用度，特别是针对中枢神经系统的靶向递送。② 机制深度挖掘：利用多组学技术，系统阐明L-瓜氨酸在表观遗传（如通过影响SIRT1）、肠道微生态（瓜氨酸可由肠道细菌代谢）等层面的新机制。③ 联合用药研究：探索L-瓜氨酸与不同作用机制的降压药、代谢调节剂的协同治疗方案。④ 扩大疾病谱研究：在肺动脉高压、先兆子痫、缺血性卒中、认知障碍等更多疾病模型中验证其疗效。⑤ 高质量临床证据积累：开展大规模、长期、多中心的随机对照临床试验，为其作为治疗性产品的注册审批提供坚实证据。
L-瓜氨酸，这一源自西瓜的天然氨基酸，已从简单的代谢中间体演变为一个连接氮代谢、能量稳态与细胞信号通路的枢纽分子。其通过精妙地维持“细胞内精氨酸池”稳态，保障NO这一“生命信号分子”的平衡生成，从而在多器官系统中发挥心血管保护、代谢调节、免疫增强及细胞保护等多重药理活性。尽管其在化学上属于“简单分子”，但其作用机制涉及AMPK、SIRT1、NF-κB等多个关键靶点与复杂网络。优异的成药性特征和良好的安全谱为其临床转化奠定了坚实基础。当前，L-瓜氨酸在高血压、镰状细胞病、运动医学等领域的应用已显示出明确价值。随着对其多维度作用机制更深入的理解，以及新型制剂技术和临床研究的推进，L-瓜氨酸有望从一种重要的营养保健品，发展成为预防和治疗多种慢性疾病，特别是代谢性血管疾病的创新性治疗药物或关键辅助手段，在“营养药物”和“精准营养”时代展现出更大的潜力。
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