- Что такое нуклеотид?
Нуклеотиды — это класс соединений, состоящих из пуриновых или пиримидиновых оснований, рибозы или дезоксирибозы и фосфорной кислоты. В зависимости от различных оснований молекул нуклеотидов, нуклеотиды можно разделить на пять типов, а именно: 5′-адениновый нуклеотид (AMP), 5′-гуаниновый нуклеотид (GMP), 5′-цитозиновый нуклеотид (CMP), 5′-урациловый нуклеотид (UMP) и 5′-гипоксантиновый нуклеотид (IMP). - Метод получения нуклеотида
В настоящее время методы синтеза нуклеотидов в основном включают химический синтез, микробную ферментацию и ферментативный гидролиз.
В химическом производстве нуклеотидов для этерификации фосфата в основном используются нуклеозиды. Поскольку используемые реагенты дороги и используют сырье для токсичного химического синтеза, требования к процессу высоки, окружающая среда сильно загрязнена, а себестоимость производства относительно высока. В целом, он используется только для производства некоторых производных нуклеотидов специального назначения и ограничивается лабораторными масштабами. Крупномасштабное промышленное производство представляет определенные трудности.
Производство нуклеотидов путем ферментации в основном использует биосинтетический путь микробных штаммов для производства нуклеотидов. Для производства нуклеотидов путем микробной ферментации необходимо учитывать биосинтетические пути и регуляторные механизмы для выбора штаммов. Хотя эффективность производства высока из-за проблемы обратных мутаций штаммов и накопления продуктов в бактериях, также обеспечивается обратная связь. Технические требования, такие как контроль и регулирование, относительно высоки. В производственном процессе ферментации существуют особые требования к составу среды и добавлению веществ. Кроме того, инвестиции в строительство завода высоки, а производимый продукт является единичным, поэтому он ограничивается производством очень небольшого количества продуктов. В настоящее время только инозин (ИМФ) и гуанилат (ГМФ) были индустриализированы.
Ферментативный гидролиз производит нуклеотиды, которые используют нуклеазу P1 для расщепления РНК, чтобы получить смесь из четырех нуклеотидов (AMP, GMP, CMP и UMP), а затем разделяют и очищают четыре нуклеотида с помощью ионообменной смолы. Кроме того, 5′-адениннуклеотид (AMP) используется в качестве субстрата, который преобразуется аденилатдезаминазой для получения 5′-гипоксантиннуклеотида (IMP). Процесс ферментативного гидролиза берет на себя производство 5′-нуклеотида, который имеет преимущества простого производственного процесса, обильных источников сырья и низкой стоимости. Это производственный процесс с самой длинной историей и самой зрелой технологией. - Использование нуклеотидов
Нуклеотиды имеют широкий спектр применения в таких отраслях, как пищевая промышленность, медицина и сельское хозяйство.
В пищевой промышленности, когда инозин и гуанилат смешиваются с глутаматом натрия, освежающий эффект улучшается от одного до нескольких десятков раз и оказывает хорошее воздействие на кислый, горький, пригоревший и рыбный вкус. Динатриевый нуклеотид (I + G) превратился в ароматизатор третьего поколения после глутамата натрия и куриной эссенции. Он широко используется в упаковках специй для лапши быстрого приготовления, специях, таких как куриная эссенция, куриный порошок и свежий соевый соус. Кроме того, нуклеотиды в детском питании в качестве добавок к детскому питанию могут значительно улучшить иммунитет ребенка, способствовать созреванию кишечника, способствовать синтезу липопротеинов и полиненасыщенных жирных кислот и снижать частоту простуд и диареи у младенцев. Способствует нормальному росту и развитию младенцев.
В фармацевтической промышленности 5′-нуклеотиды могут использоваться не только как сами лекарства, но и как сырье для производства многих противовирусных и противоопухолевых препаратов, например, для синтеза противовирусных препаратов рибавирина и ацикловира. Ожидается, что эти недавно синтезированные препараты станут новым классом противовирусных и противоопухолевых препаратов после сульфаниламидных препаратов и антибиотиков.
В сельскохозяйственной отрасли нуклеотиды могут использоваться в качестве регуляторов роста растений при производстве растений, тем самым увеличивая урожайность и вес. Также их можно применять в качестве кормовых добавок, что оказывает весьма очевидное влияние на рост животных. Короче говоря, может ли использование нуклеотидов в кормах для сельскохозяйственных культур или животных снизить производственные затраты и принести значительную выгоду.