- Cos’è un nucleotide?
I nucleotidi sono una classe di composti costituiti da basi purine o pirimidiniche, ribosio o desossiribosio e acido fosforico. Secondo le diverse basi delle molecole nucleotidiche, i nucleotidi possono essere suddivisi in cinque tipi, vale a dire nucleotide 5′-adenina (AMP), nucleotide 5′-guanina (GMP), nucleotide 5′-citosina (CMP), nucleotide 5′-uracile (UMP) e nucleotide 5′-ipoxantina (IMP). - Metodo di produzione del nucleotide
Attualmente, i metodi di sintesi dei nucleotidi comprendono principalmente la sintesi chimica, la fermentazione microbica e l’idrolisi enzimatica.
Nella produzione chimica dei nucleotidi, principalmente i nucleosidi vengono utilizzati per l’esterificazione del fosfato. Poiché i reagenti coinvolti sono costosi e utilizzano materie prime per la sintesi chimica tossica, i requisiti di processo sono elevati, l’ambiente è fortemente inquinato ei costi di produzione sono relativamente elevati. In generale, viene utilizzato solo per produrre alcuni derivati nucleotidici con scopi speciali ed è limitato alla scala di laboratorio. La produzione industrializzata su larga scala presenta alcune difficoltà.
La produzione di nucleotidi per fermentazione utilizza principalmente la via biosintetica dei ceppi microbici per produrre nucleotidi. Per produrre nucleotidi mediante fermentazione microbica, è necessario considerare le vie biosintetiche e i meccanismi regolatori al fine di selezionare i ceppi. Sebbene l’efficienza di produzione sia elevata a causa del problema delle mutazioni posteriori dei ceppi e dell’accumulo di prodotti nei batteri, viene fornito anche un feedback. I requisiti tecnici come il controllo e la regolamentazione sono relativamente elevati. Nel processo di fabbricazione della fermentazione ci sono requisiti speciali per la composizione del mezzo e l’aggiunta di sostanze. Inoltre l’investimento per la costruzione di una fabbrica è elevato e il prodotto realizzato è unico, per cui si limita alla produzione di pochissimi prodotti. Attualmente solo l’inosina (IMP) e il guanilato (GMP) sono stati industrializzati.
L’idrolisi enzimatica produce nucleotidi che utilizzano la nucleasi P1 per degradare l’RNA per ottenere una miscela di quattro nucleotidi (AMP, GMP, CMP e UMP), quindi separare e purificare i quattro nucleotidi mediante resina a scambio ionico. Inoltre, il nucleotide 5′-adenina (AMP) viene utilizzato come substrato che viene convertito dall’adenilato deaminasi per produrre nucleotide 5′-ipoxantina (IMP). Il processo di idrolisi enzimatica subentra alla produzione del 5′-nucleotide, che presenta i vantaggi di un processo produttivo semplice, abbondanti fonti di materia prima e basso costo. È il processo di fabbricazione con la storia più lunga e la tecnologia più matura. - Uso di nucleotidi
I nucleotidi hanno una vasta gamma di applicazioni in settori come quello alimentare, della medicina e dell’agricoltura.
Nell’industria alimentare, quando inosina e guanilato vengono miscelati con glutammato di sodio, l’effetto rinfrescante viene migliorato da una a diverse decine di volte e ha un buon effetto sul gusto acido, amaro, bruciato e di pesce. Il nucleotide disodico (I + G) si è sviluppato in un aroma di terza generazione dopo il glutammato monosodico e l’essenza di pollo. È ampiamente usato in confezioni di spezie per spaghetti istantanei, spezie come essenza di pollo, polvere di pollo e salsa di soia fresca. Inoltre, i nucleotidi negli alimenti per l’infanzia come additivi per alimenti per l’infanzia possono migliorare significativamente l’immunità del bambino, promuovere la maturazione intestinale, promuovere la sintesi di lipoproteine e acidi grassi polinsaturi e ridurre l’incidenza di raffreddori e diarrea nei neonati. Promuove la normale crescita e sviluppo dei bambini.
Nell’industria farmaceutica, i 5′-nucleotidi possono essere utilizzati non solo come farmaci stessi, ma anche come materie prime per la produzione di molti farmaci antivirali e antitumorali, come la sintesi dei farmaci antivirali ribavirina e aciclovir. Questi farmaci di nuova sintesi dovrebbero diventare una nuova classe di farmaci antivirali e antitumorali dopo i farmaci sulfamidici e gli antibiotici.
Nell’industria agricola, i nucleotidi possono essere utilizzati come regolatori della crescita delle piante nella produzione di piante, aumentando così la resa e il peso. Può anche essere applicato agli additivi per mangimi, che hanno un effetto molto evidente sulla crescita degli animali. In breve, se l’uso dei nucleotidi nell’alimentazione delle colture o degli animali può ridurre i costi di produzione e apportare notevoli benefici.
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