ヌクレオチドとは何ですか?
ヌクレオチドは、プリンまたはピリミジン塩基、リボースまたはデオキシリボース、およびリン酸からなる化合物のクラスです。ヌクレオチド分子の異なる塩基に応じて、ヌクレオチドは 5'-アデニンヌクレオチド (AMP)、5'-グアニンヌクレオチド (GMP)、5'-シトシンヌクレオチド (CMP)、5'-ウラシルヌクレオチド (UMP)、および 5'-ヒポキサンチンヌクレオチド (IMP) の 5 つのタイプに分類できます。
ヌクレオチドの製造方法
現在、ヌクレオチドの合成方法は主に化学合成、微生物発酵、酵素加水分解で構成されています。
ヌクレオチドの化学生産では、主にヌクレオシドがリン酸エステル化に使用されます。関連する試薬は高価であり、有毒な化学合成の原料を使用するため、プロセス要件が高く、環境がひどく汚染され、生産コストが比較的高くなります。一般的に、これは特別な目的のヌクレオチド誘導体を生産するためにのみ使用され、実験室規模に限定されています。大規模な工業生産には特定の困難があります。
発酵によるヌクレオチドの生産は、主に微生物株の生合成経路を利用してヌクレオチドを生産します。微生物発酵でヌクレオチドを生産するには、生合成経路と制御メカニズムを考慮して株を選択する必要があります。株の復帰突然変異や細菌内での生成物の蓄積の問題により、生産効率は高いですが、フィードバックも提供されます。制御や制御などの技術要件は比較的高いです。発酵の製造プロセスでは、培地の組成や物質の添加に特別な要件があります。また、工場建設への投資が高く、生産される製品は単一であるため、ごく少数の製品の生産に限定されています。現在、イノシン（IMP）とグアニル酸（GMP）のみが工業化されています。
酵素加水分解法では、P1ヌクレアーゼを使用してRNAを分解し、4つのヌクレオチド（AMP、GMP、CMP、UMP）の混合物を得て、イオン交換樹脂で4つのヌクレオチドを分離・精製します。また、5'-アデニンヌクレオチド（AMP）を基質として使用し、アデニル酸デアミナーゼによって変換して5'-ヒポキサンチンヌクレオチド（IMP）を生成します。酵素加水分解プロセスは、5'-ヌクレオチドの生産を引き継ぎ、製造プロセスが簡単で、原材料源が豊富で、コストが低いという利点があります。最も長い歴史と最も成熟した技術を備えた製造プロセスです。
ヌクレオチドの使用
ヌクレオチドは、食品、医薬品、農業などの産業で幅広く応用されています。
食品業界では、イノシンとグアニル酸をグルタミン酸ナトリウムに混ぜると、爽快感が1～数十倍向上し、酸味、苦味、焦げ、魚臭さに良い効果があります。二ヌクレオチド（I + G）は、グルタミン酸ナトリウムとチキンエッセンスに続く第3世代の調味料に発展し、インスタントラーメンのスパイスパック、チキンエッセンス、チキンパウダー、生醤油などのスパイスに広く使用されています。また、ベビーフード添加物としてのベビーフード中のヌクレオチドは、赤ちゃんの免疫力を大幅に向上させ、腸の成熟を促進し、リポタンパク質と多価不飽和脂肪酸の合成を促進し、乳児の風邪や下痢の発生率を低下させ、赤ちゃんの正常な成長と発達を促進します。
製薬業界では、5'-ヌクレオチドは薬剤そのものとしてだけでなく、抗ウイルス薬リバビリンやアシクロビルの合成など、多くの抗ウイルス薬や抗腫瘍薬の製造原料としても使用されています。これらの新しく合成された薬剤は、スルホンアミド薬や抗生物質に続く新しいクラスの抗ウイルス薬や抗腫瘍薬になると期待されています。
農業分野では、ヌクレオチドは植物の生産において植物成長調整剤として使用され、それによって収穫量と重量が増加します。また、飼料添加物にも応用でき、動物の成長に非常に明らかな効果があります。つまり、作物や動物の飼料にヌクレオチドを使用することで、生産コストを削減し、大きな利益をもたらすことができます。