Apakah nukleotida?
Nukleotida ialah kelas sebatian yang terdiri daripada asas purin atau pirimidin, ribosa atau deoksiribosa dan asid fosforik. Mengikut asas molekul nukleotida yang berbeza, nukleotida boleh dibahagikan kepada lima jenis, iaitu 5'-adenine nucleotide (AMP), 5'-guanine nucleotide (GMP), 5'-cytosine nucleotide (CMP), 5'-uracil nucleotide. (UMP) dan 5'-hypoxanthine nucleotide (IMP).
Kaedah menghasilkan nukleotida
Pada masa ini, kaedah sintesis nukleotida terutamanya terdiri daripada sintesis kimia, penapaian mikrob dan hidrolisis enzimatik.
Dalam pengeluaran kimia nukleotida, terutamanya nukleosida digunakan untuk pengesteran fosfat. Oleh kerana reagen yang terlibat adalah mahal dan menggunakan bahan mentah untuk sintesis kimia toksik, keperluan proses adalah tinggi, alam sekitar sangat tercemar dan kos pengeluaran agak tinggi. Secara amnya, ia hanya digunakan untuk menghasilkan beberapa derivatif nukleotida dengan tujuan khas dan terhad kepada skala makmal. Pengeluaran perindustrian berskala besar menimbulkan kesukaran tertentu.
Pengeluaran nukleotida melalui penapaian terutamanya menggunakan laluan biosintetik strain mikrob untuk menghasilkan nukleotida. Untuk menghasilkan nukleotida melalui penapaian mikrob, laluan biosintetik dan mekanisme pengawalseliaan mesti dipertimbangkan untuk memilih strain. Walaupun kecekapan pengeluaran adalah tinggi disebabkan oleh masalah mutasi belakang strain dan pengumpulan produk dalam bakteria, maklum balas juga disediakan. Keperluan teknikal seperti kawalan dan peraturan agak tinggi. Dalam proses pembuatan penapaian terdapat keperluan khas untuk komposisi medium dan penambahan bahan. Selain itu, pelaburan membina kilang adalah tinggi dan produk yang dihasilkan adalah tunggal, sehingga terhad kepada pengeluaran produk yang sangat sedikit. Pada masa ini hanya inosine (IMP) dan guanylate (GMP) telah diindustrikan.
Hidrolisis enzimatik menghasilkan nukleotida yang menggunakan nukleotida P1 untuk merendahkan RNA untuk mendapatkan campuran empat nukleotida (AMP, GMP, CMP dan UMP), dan kemudian memisahkan dan memurnikan empat nukleotida dengan resin penukar ion. Di samping itu, 5'-adenine nucleotide (AMP) digunakan sebagai substrat yang ditukar oleh adenylate deaminase untuk menghasilkan 5'-hypoxanthine nucleotide (IMP). Proses hidrolisis enzimatik mengambil alih pengeluaran 5'-nukleotida, yang mempunyai kelebihan proses pengeluaran yang mudah, sumber bahan mentah yang banyak dan kos yang rendah. Ia adalah proses pembuatan dengan sejarah terpanjang dan teknologi paling matang.
Penggunaan nukleotida
Nukleotida mempunyai pelbagai aplikasi dalam industri seperti makanan, perubatan dan pertanian.
Dalam industri makanan, apabila inosin dan guanylate dicampur dengan natrium glutamat, kesan menyegarkan bertambah baik sebanyak satu hingga beberapa puluh kali ganda dan mempunyai kesan yang baik pada rasa berasid, pahit, hangus dan hanyir. Disodium nukleotida (I + G) telah berkembang menjadi perisa generasi ketiga selepas monosodium glutamat dan pati ayam. Ia digunakan secara meluas dalam pek rempah mi segera, rempah seperti pati ayam, serbuk ayam dan kicap segar. Di samping itu, nukleotida dalam makanan bayi sebagai bahan tambahan makanan bayi boleh meningkatkan imuniti bayi dengan ketara, menggalakkan kematangan usus, menggalakkan sintesis lipoprotein dan asid lemak tak tepu, dan mengurangkan kejadian selesema dan cirit-birit pada bayi. Menggalakkan pertumbuhan dan perkembangan normal bayi.
Dalam industri farmaseutikal, 5'-nukleotida boleh digunakan bukan sahaja sebagai ubat itu sendiri, tetapi juga sebagai bahan mentah untuk pengeluaran banyak ubat antivirus dan antitumor, seperti sintesis ubat antivirus ribavirin dan acyclovir. Ubat yang baru disintesis ini dijangka menjadi kelas baru ubat antivirus dan anti-tumor selepas ubat sulfonamida dan antibiotik.
Dalam industri pertanian, nukleotida boleh digunakan sebagai pengawal selia pertumbuhan tumbuhan dalam pengeluaran tumbuhan, dengan itu meningkatkan hasil dan berat. Ia juga boleh digunakan untuk bahan tambahan makanan, yang mempunyai kesan yang sangat jelas terhadap pertumbuhan haiwan. Ringkasnya, adakah penggunaan nukleotida dalam makanan tanaman atau haiwan dapat mengurangkan kos pengeluaran dan membawa faedah yang ketara.