O que é um nucleotídeo?
Nucleotídeos são uma classe de compostos que consistem em bases de purina ou pirimidina, ribose ou desoxirribose e ácido fosfórico. De acordo com as diferentes bases das moléculas de nucleotídeos, os nucleotídeos podem ser divididos em cinco tipos, a saber, 5'-adenina nucleotídeo (AMP), 5'-guanina nucleotídeo (GMP), 5'-citosina nucleotídeo (CMP), 5'-uracil nucleotídeo (UMP) e 5'-hipoxantina nucleotídeo (IMP).
Método de produção de nucleotídeos
Atualmente, os métodos de síntese de nucleotídeos compreendem principalmente síntese química, fermentação microbiana e hidrólise enzimática.
Na produção química de nucleotídeos, principalmente nucleosídeos são usados para esterificação de fosfato. Como os reagentes envolvidos são caros e usam matérias-primas para síntese química tóxica, os requisitos do processo são altos, o ambiente é altamente poluído e os custos de produção são relativamente altos. Em geral, ele é usado apenas para produzir alguns derivados de nucleotídeos com propósitos especiais e é limitado à escala laboratorial. A produção industrializada em larga escala apresenta certas dificuldades.
A produção de nucleotídeos por fermentação usa principalmente a via biossintética de cepas microbianas para produzir nucleotídeos. Para produzir nucleotídeos por fermentação microbiana, as vias biossintéticas e os mecanismos regulatórios devem ser considerados para selecionar cepas. Embora a eficiência da produção seja alta devido ao problema de mutações reversas de cepas e acúmulo de produtos nas bactérias, o feedback também é fornecido. Requisitos técnicos como controle e regulamentação são relativamente altos. No processo de fabricação de fermentação, há requisitos especiais para a composição do meio e a adição de substâncias. Além disso, o investimento na construção de uma fábrica é alto e o produto produzido é único, de modo que se limita à produção de muito poucos produtos. Atualmente, apenas inosina (IMP) e guanilato (GMP) foram industrializados.
A hidrólise enzimática produz nucleotídeos que usam a nuclease P1 para degradar o RNA para obter uma mistura de quatro nucleotídeos (AMP, GMP, CMP e UMP) e, em seguida, separar e purificar os quatro nucleotídeos por resina de troca iônica. Além disso, o nucleotídeo 5'-adenina (AMP) é usado como substrato que é convertido pela adenilato deaminase para produzir nucleotídeo 5'-hipoxantina (IMP). O processo de hidrólise enzimática assume a produção de 5'-nucleotídeo, que tem as vantagens de um processo de produção simples, fontes abundantes de matéria-prima e baixo custo. É o processo de fabricação com a história mais longa e a tecnologia mais madura.
Uso de nucleotídeos
Os nucleotídeos têm uma ampla gama de aplicações em indústrias como alimentos, medicamentos e agricultura.
Na indústria alimentícia, quando a inosina e o guanilato são misturados com glutamato de sódio, o efeito refrescante é melhorado de uma a várias dezenas de vezes e tem um bom efeito no sabor ácido, amargo, queimado e de peixe. O nucleotídeo dissódico (I + G) se desenvolveu em um aromatizante de terceira geração após o glutamato monossódico e a essência de frango. É amplamente utilizado em pacotes de temperos para macarrão instantâneo, temperos como essência de frango, pó de frango e molho de soja fresco. Além disso, os nucleotídeos em alimentos para bebês como aditivos alimentares para bebês podem melhorar significativamente a imunidade do bebê, promover a maturação intestinal, promover a síntese de lipoproteínas e ácidos graxos poliinsaturados e reduzir a incidência de resfriados e diarreia em bebês. Promove o crescimento e o desenvolvimento normais dos bebês.
Na indústria farmacêutica, os 5'-nucleotídeos podem ser usados não apenas como medicamentos em si, mas também como matérias-primas para a produção de muitos medicamentos antivirais e antitumorais, como a síntese dos medicamentos antivirais ribavirina e aciclovir. Espera-se que esses medicamentos recém-sintetizados se tornem uma nova classe de medicamentos antivirais e antitumorais após os medicamentos sulfonamidas e antibióticos.
Na indústria agrícola, os nucleotídeos podem ser usados como reguladores de crescimento de plantas na produção de plantas, aumentando assim o rendimento e o peso. Também pode ser aplicado a aditivos para ração, o que tem um efeito muito óbvio no crescimento animal. Em suma, se o uso de nucleotídeos na ração de culturas ou animais pode reduzir os custos de produção e trazer benefícios significativos.