Vad är en nukleotid?
Nukleotider är en klass av föreningar som består av purin- eller pyrimidinbaser, ribos eller deoxiribos och fosforsyra. Beroende på de olika baserna av nukleotidmolekyler kan nukleotider delas in i fem typer, nämligen 5'-adeninnukleotid (AMP), 5'-guaninnukleotid (GMP), 5'-cytosinnukleotid (CMP), 5'-uracilnukleotid (UMP) och 5'-hypoxantinnukleotid (IMP).
Metod för att producera nukleotid
För närvarande omfattar syntesmetoderna för nukleotider huvudsakligen kemisk syntes, mikrobiell fermentering och enzymatisk hydrolys.
Vid den kemiska produktionen av nukleotider används främst nukleosider för fosfatförestring. Eftersom de inblandade reagensen är dyra och använder råmaterial för giftig kemisk syntes, är processkraven höga, miljön är kraftigt förorenad och produktionskostnaderna relativt höga. I allmänhet används det endast för att producera vissa nukleotidderivat med speciella syften och är begränsat till laboratorieskala. Storskalig industrialiserad produktion medför vissa svårigheter.
Produktionen av nukleotider genom fermentering använder huvudsakligen den biosyntetiska vägen för mikrobiella stammar för att producera nukleotider. För att producera nukleotider genom mikrobiell fermentering måste biosyntetiska vägar och regleringsmekanismer beaktas för att välja stammar. Även om produktionseffektiviteten är hög på grund av problemet med ryggmutationer av stammar och ackumulering av produkter i bakterierna, ges också feedback. Tekniska krav som styrning och reglering är relativt höga. I tillverkningsprocessen för jäsning finns det särskilda krav på mediets sammansättning och tillsats av ämnen. Dessutom är satsningen på att bygga en fabrik hög och den producerade produkten är singel, så att den begränsas till produktion av väldigt få produkter. För närvarande har endast inosin (IMP) och guanylat (GMP) industrialiserats.
Enzymatisk hydrolys producerar nukleotider som använder P1-nukleaset för att bryta ner RNA för att erhålla en blandning av fyra nukleotider (AMP, GMP, CMP och UMP), och sedan separera och rena de fyra nukleotiderna med jonbytarharts. Dessutom används 5'-adeninnukleotid (AMP) som ett substrat som omvandlas av adenylatdeaminas för att producera 5'-hypoxantinnukleotid (IMP). Den enzymatiska hydrolysprocessen tar över produktionen av 5′-nukleotid, vilket har fördelarna med en enkel produktionsprocess, rikliga råvarukällor och låg kostnad. Det är tillverkningsprocessen med den längsta historien och den mest mogna tekniken.
Användning av nukleotider
Nukleotider har ett brett användningsområde inom industrier som livsmedel, medicin och jordbruk.
Inom livsmedelsindustrin, när inosin och guanylat blandas med natriumglutamat, förbättras den uppfriskande effekten med en till flera tiotal gånger och har en god effekt på den sura, bittra, brända och fiskiga smaken. Dinatriumnukleotid (I + G) har utvecklats till en tredje generationens smaksättning efter mononatriumglutamat och kycklingessens. Det används ofta i snabbnudlar, kryddor som kycklingessens, kycklingpulver och färsk sojasås. Dessutom kan nukleotider i barnmat som barnmatstillsatser avsevärt förbättra barnets immunitet, främja tarmmognad, främja syntesen av lipoproteiner och fleromättade fettsyror och minska förekomsten av förkylningar och diarré hos spädbarn. Främjar normal tillväxt och utveckling av spädbarn.
Inom läkemedelsindustrin kan 5′-nukleotider användas inte bara som läkemedel i sig utan också som råmaterial för produktion av många antivirala och antitumörläkemedel, såsom syntesen av de antivirala läkemedlen ribavirin och acyklovir. Dessa nysyntetiserade läkemedel förväntas bli en ny klass av antivirala och antitumörläkemedel efter sulfonamidläkemedel och antibiotika.
Inom jordbruksindustrin kan nukleotider användas som växttillväxtregulatorer vid produktion av växter, vilket ökar avkastningen och vikten. Den kan även appliceras på fodertillsatser, vilket har en mycket tydlig effekt på djurens tillväxt. Kort sagt, huruvida användningen av nukleotider i foder för grödor eller djur kan minska produktionskostnaderna och ge betydande fördelar.