Apa itu nukleotida?
Nukleotida merupakan golongan senyawa yang terdiri dari basa purin atau pirimidin, ribosa atau deoksiribosa, dan asam fosfat. Berdasarkan jenis basa penyusun molekul nukleotida, nukleotida dapat dibedakan menjadi lima jenis, yaitu 5′-adenin nukleotida (AMP), 5′-guanina nukleotida (GMP), 5′-sitosin nukleotida (CMP), 5′-urasil nukleotida (UMP), dan 5′-hipoksantina nukleotida (IMP).
Metode produksi nukleotida
Saat ini, metode sintesis nukleotida terutama meliputi sintesis kimia, fermentasi mikroba, dan hidrolisis enzimatik.
Dalam produksi kimia nukleotida, nukleosida terutama digunakan untuk esterifikasi fosfat. Karena reagen yang digunakan mahal dan menggunakan bahan baku untuk sintesis kimia yang beracun, persyaratan prosesnya tinggi, lingkungan sangat tercemar, dan biaya produksinya relatif tinggi. Secara umum, ini hanya digunakan untuk memproduksi beberapa turunan nukleotida dengan tujuan khusus dan terbatas pada skala laboratorium. Produksi industri skala besar menghadirkan kesulitan tertentu.
Produksi nukleotida melalui fermentasi terutama menggunakan jalur biosintesis strain mikroba untuk menghasilkan nukleotida. Untuk menghasilkan nukleotida melalui fermentasi mikroba, jalur biosintesis dan mekanisme pengaturan harus dipertimbangkan untuk memilih strain. Meskipun efisiensi produksi tinggi karena masalah mutasi balik strain dan akumulasi produk dalam bakteri, umpan balik juga diberikan. Persyaratan teknis seperti kontrol dan pengaturan relatif tinggi. Dalam proses pembuatan fermentasi ada persyaratan khusus untuk komposisi media dan penambahan zat. Selain itu, investasi untuk membangun pabrik tinggi dan produk yang dihasilkan tunggal, sehingga terbatas pada produksi produk yang sangat sedikit. Saat ini hanya inosin (IMP) dan guanilat (GMP) yang telah diindustrialisasi.
Hidrolisis enzimatik menghasilkan nukleotida yang menggunakan nuklease P1 untuk mendegradasi RNA guna memperoleh campuran empat nukleotida (AMP, GMP, CMP, dan UMP), lalu memisahkan dan memurnikan keempat nukleotida tersebut dengan resin penukar ion. Selain itu, nukleotida adenina 5′ (AMP) digunakan sebagai substrat yang diubah oleh adenilat deaminase untuk menghasilkan nukleotida hipoksantin 5′ (IMP). Proses hidrolisis enzimatik mengambil alih produksi nukleotida 5′, yang memiliki keunggulan proses produksi yang sederhana, sumber bahan baku yang melimpah, dan biaya yang rendah. Ini adalah proses manufaktur dengan sejarah terpanjang dan teknologi yang paling matang.
Penggunaan nukleotida
Nukleotida memiliki berbagai aplikasi dalam industri seperti makanan, kedokteran, dan pertanian.
Dalam industri makanan, ketika inosin dan guanilat dicampur dengan natrium glutamat, efek menyegarkannya ditingkatkan satu hingga beberapa puluh kali lipat dan memiliki efek yang baik pada rasa asam, pahit, gosong, dan amis. Dinatrium nukleotida (I + G) telah berkembang menjadi perasa generasi ketiga setelah mononatrium glutamat dan saripati ayam. Ini banyak digunakan dalam kemasan bumbu mi instan, rempah-rempah seperti saripati ayam, bubuk ayam, dan kecap segar. Selain itu, nukleotida dalam makanan bayi sebagai aditif makanan bayi dapat secara signifikan meningkatkan kekebalan bayi, meningkatkan pematangan usus, meningkatkan sintesis lipoprotein dan asam lemak tak jenuh ganda, dan mengurangi kejadian pilek dan diare pada bayi. Meningkatkan pertumbuhan dan perkembangan bayi yang normal.
Dalam industri farmasi, 5′-nukleotida dapat digunakan tidak hanya sebagai obat itu sendiri, tetapi juga sebagai bahan baku untuk produksi banyak obat antivirus dan antitumor, seperti sintesis obat antivirus ribavirin dan asiklovir. Obat-obatan yang baru disintesis ini diharapkan menjadi golongan baru obat antivirus dan antitumor setelah obat sulfonamida dan antibiotik.
Dalam industri pertanian, nukleotida dapat digunakan sebagai zat pengatur tumbuh dalam produksi tanaman, sehingga meningkatkan hasil dan berat. Nukleotida juga dapat digunakan sebagai aditif pakan, yang memiliki efek yang sangat jelas pada pertumbuhan hewan. Singkatnya, apakah penggunaan nukleotida dalam pakan tanaman atau hewan dapat mengurangi biaya produksi dan memberikan manfaat yang signifikan.