¿Qué es un nucleótido?
Los nucleótidos son una clase de compuestos que consisten en bases púricas o pirimidínicas, ribosa o desoxirribosa y ácido fosfórico. Según las diferentes bases de las moléculas de nucleótidos, los nucleótidos se pueden dividir en cinco tipos, a saber, nucleótido 5′-adenina (AMP), nucleótido 5′-guanina (GMP), nucleótido 5′-citosina (CMP), nucleótido 5′-uracilo (UMP) y nucleótido 5′-hipoxantina (IMP).
Método de producción de nucleótidos.
Actualmente, los métodos de síntesis de nucleótidos comprenden principalmente la síntesis química, la fermentación microbiana y la hidrólisis enzimática.
En la producción química de nucleótidos, se utilizan principalmente nucleósidos para la esterificación de fosfatos. Dado que los reactivos implicados son caros y utilizan materias primas para la síntesis química tóxica, los requisitos del proceso son elevados, el medio ambiente está muy contaminado y los costes de producción son relativamente altos. En general, solo se utiliza para producir algunos derivados de nucleótidos con fines especiales y se limita a escala de laboratorio. La producción industrial a gran escala presenta ciertas dificultades.
La producción de nucleótidos por fermentación utiliza principalmente la vía biosintética de cepas microbianas para producir nucleótidos. Para producir nucleótidos por fermentación microbiana, se deben considerar las vías biosintéticas y los mecanismos reguladores para seleccionar las cepas. Aunque la eficiencia de producción es alta debido al problema de las retromutaciones de las cepas y la acumulación de productos en las bacterias, también se proporciona retroalimentación. Los requisitos técnicos como el control y la regulación son relativamente altos. En el proceso de fabricación de la fermentación existen requisitos especiales para la composición del medio y la adición de sustancias. Además, la inversión en la construcción de una fábrica es alta y el producto producido es único, por lo que se limita a la producción de muy pocos productos. Actualmente solo se han industrializado la inosina (IMP) y el guanilato (GMP).
La hidrólisis enzimática produce nucleótidos que utilizan la nucleasa P1 para degradar el ARN para obtener una mezcla de cuatro nucleótidos (AMP, GMP, CMP y UMP), para luego separar y purificar los cuatro nucleótidos mediante resina de intercambio iónico. Además, se utiliza el nucleótido 5'-adenina (AMP) como sustrato que es convertido por la adenilato desaminasa para producir nucleótido 5'-hipoxantina (IMP). El proceso de hidrólisis enzimática se hace cargo de la producción del nucleótido 5', que tiene las ventajas de un proceso de producción simple, abundantes fuentes de materia prima y bajo costo. Es el proceso de fabricación con la historia más larga y la tecnología más madura.
Uso de nucleótidos
Los nucleótidos tienen una amplia gama de aplicaciones en industrias como la alimentación, la medicina y la agricultura.
En la industria alimentaria, cuando se mezclan inosina y guanilato con glutamato de sodio, el efecto refrescante se mejora de una a varias decenas de veces y tiene un buen efecto sobre el sabor ácido, amargo, quemado y a pescado. El nucleótido disódico (I + G) se ha convertido en un aromatizante de tercera generación después del glutamato monosódico y la esencia de pollo. Se usa ampliamente en paquetes de especias para fideos instantáneos, especias como esencia de pollo, polvo de pollo y salsa de soja fresca. Además, los nucleótidos en los alimentos para bebés como aditivos alimentarios para bebés pueden mejorar significativamente la inmunidad del bebé, promover la maduración intestinal, promover la síntesis de lipoproteínas y ácidos grasos poliinsaturados y reducir la incidencia de resfriados y diarrea en los bebés. Promueve el crecimiento y desarrollo normales de los bebés.
En la industria farmacéutica, los nucleótidos 5' pueden utilizarse no sólo como fármacos en sí mismos, sino también como materia prima para la producción de numerosos fármacos antivirales y antitumorales, como la síntesis de los fármacos antivirales ribavirina y aciclovir. Se espera que estos fármacos recién sintetizados se conviertan en una nueva clase de fármacos antivirales y antitumorales después de los fármacos a base de sulfonamidas y los antibióticos.
En la industria agrícola, los nucleótidos se pueden utilizar como reguladores del crecimiento de las plantas en la producción de plantas, aumentando así el rendimiento y el peso. También se pueden aplicar a los aditivos alimentarios, lo que tiene un efecto muy evidente en el crecimiento animal. En resumen, ya sea el uso de nucleótidos en la alimentación de cultivos o animales, puede reducir los costos de producción y traer beneficios significativos.