- นิวคลีโอไทด์คืออะไร?
นิวคลีโอไทด์เป็นกลุ่มของสารประกอบที่ประกอบด้วยเบสพิวรีนหรือไพริมิดีน ไรโบสหรือดีออกซีไรโบส และกรดฟอสฟอริก ตามเบสที่แตกต่างกันของโมเลกุลนิวคลีโอไทด์ นิวคลีโอไทด์สามารถแบ่งได้เป็น 5 ประเภท ได้แก่ นิวคลีโอไทด์ 5'-อะดีนีน (AMP) นิวคลีโอไทด์ 5'-กัวนีน (GMP) นิวคลีโอไทด์ 5'-ไซโตซีน (CMP) นิวคลีโอไทด์ 5'-ยูราซิล (UMP) และนิวคลีโอไทด์ 5'-ไฮโปแซนทีน (IMP) - วิธีการผลิตนิวคลีโอไทด์
ปัจจุบันวิธีการสังเคราะห์นิวคลีโอไทด์ประกอบด้วยการสังเคราะห์ทางเคมี การหมักด้วยจุลินทรีย์ และการไฮโดรไลซิสด้วยเอนไซม์เป็นหลัก
ในการผลิตนิวคลีโอไทด์ทางเคมี นิวคลีโอไซด์ส่วนใหญ่ใช้สำหรับเอสเทอริฟิเคชันฟอสเฟต เนื่องจากรีเอเจนต์ที่เกี่ยวข้องมีราคาแพงและใช้วัตถุดิบสำหรับการสังเคราะห์สารเคมีที่เป็นพิษ ความต้องการกระบวนการจึงสูง สิ่งแวดล้อมได้รับมลพิษอย่างหนัก และต้นทุนการผลิตค่อนข้างสูง โดยทั่วไป จะใช้ในการผลิตอนุพันธ์นิวคลีโอไทด์บางชนิดที่มีวัตถุประสงค์พิเศษเท่านั้น และจำกัดอยู่ในระดับห้องปฏิบัติการ การผลิตในระดับอุตสาหกรรมขนาดใหญ่มีปัญหาบางประการ
การผลิตนิวคลีโอไทด์โดยการหมักส่วนใหญ่ใช้เส้นทางการสังเคราะห์ทางชีวภาพของสายพันธุ์จุลินทรีย์เพื่อผลิตนิวคลีโอไทด์ เพื่อผลิตนิวคลีโอไทด์โดยการหมักจุลินทรีย์ จะต้องพิจารณาเส้นทางการสังเคราะห์ทางชีวภาพและกลไกการควบคุมเพื่อเลือกสายพันธุ์ แม้ว่าประสิทธิภาพการผลิตจะสูงเนื่องจากปัญหาการกลายพันธุ์ย้อนกลับของสายพันธุ์และการสะสมของผลิตภัณฑ์ในแบคทีเรีย แต่ก็มีการป้อนกลับด้วย ข้อกำหนดทางเทคนิค เช่น การควบคุมและการควบคุมค่อนข้างสูง ในกระบวนการผลิตของการหมัก มีข้อกำหนดพิเศษสำหรับองค์ประกอบของตัวกลางและการเพิ่มสาร นอกจากนี้ การลงทุนในการสร้างโรงงานก็สูงและผลิตภัณฑ์ที่ผลิตได้เป็นแบบเดี่ยว ดังนั้นจึงจำกัดอยู่เพียงการผลิตผลิตภัณฑ์เพียงไม่กี่รายการ ปัจจุบันมีเพียงอิโนซีน (IMP) และกัวนิเลต (GMP) เท่านั้นที่ได้รับการทำให้เป็นอุตสาหกรรม
การไฮโดรไลซิสด้วยเอนไซม์จะผลิตนิวคลีโอไทด์ที่ใช้ P1 nuclease เพื่อย่อยสลาย RNA เพื่อให้ได้ส่วนผสมของนิวคลีโอไทด์สี่ตัว (AMP, GMP, CMP และ UMP) จากนั้นจึงแยกและทำให้บริสุทธิ์นิวคลีโอไทด์สี่ตัวด้วยเรซินแลกเปลี่ยนไอออน นอกจากนี้ ยังใช้ 5'-adenine nucleotide (AMP) เป็นสารตั้งต้นซึ่งจะถูกแปลงโดย adenylate deaminase เพื่อผลิต 5'-hypoxanthine nucleotide (IMP) กระบวนการไฮโดรไลซิสด้วยเอนไซม์จะเข้ามาแทนที่การผลิต 5'-nucleotide ซึ่งมีข้อดีคือกระบวนการผลิตที่เรียบง่าย แหล่งวัตถุดิบที่อุดมสมบูรณ์ และต้นทุนต่ำ นับเป็นกระบวนการผลิตที่มีประวัติยาวนานที่สุดและเทคโนโลยีที่ครบถ้วนสมบูรณ์ที่สุด - การใช้สารนิวคลีโอไทด์
นิวคลีโอไทด์มีการประยุกต์ใช้อย่างกว้างขวางในอุตสาหกรรมต่างๆ เช่น อาหาร ยา และเกษตรกรรม
ในอุตสาหกรรมอาหาร เมื่อผสมอิโนซีนและกัวนิเลตกับโซเดียมกลูตาเมต จะทำให้รสชาติสดชื่นขึ้น 1 ถึงหลายสิบเท่า และมีผลดีต่อรสเปรี้ยว ขม ไหม้ และคาว นิวคลีโอไทด์ไดโซเดียม (I + G) ได้รับการพัฒนาเป็นสารแต่งกลิ่นรุ่นที่สามหลังจากโมโนโซเดียมกลูตาเมตและซุปไก่ มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในบะหมี่กึ่งสำเร็จรูป เครื่องเทศ เช่น ซุปไก่ ผงไก่ และซีอิ๊วสด นอกจากนี้ นิวคลีโอไทด์ในอาหารเด็กซึ่งเป็นสารเติมแต่งอาหารเด็กสามารถปรับปรุงภูมิคุ้มกันของทารกได้อย่างมีนัยสำคัญ ส่งเสริมการเจริญเติบโตของลำไส้ ส่งเสริมการสังเคราะห์ไลโปโปรตีนและกรดไขมันไม่อิ่มตัวเชิงซ้อน และลดการเกิดหวัดและท้องเสียในทารก ส่งเสริมการเจริญเติบโตและพัฒนาการปกติของทารก
ในอุตสาหกรรมยา 5'-nucleotide ไม่เพียงแต่สามารถใช้เป็นยาเท่านั้น แต่ยังใช้เป็นวัตถุดิบในการผลิตยาต้านไวรัสและยาต้านเนื้องอกได้หลายชนิด เช่น การสังเคราะห์ยาต้านไวรัส ribavirin และ acyclovir ยาที่สังเคราะห์ขึ้นใหม่เหล่านี้คาดว่าจะกลายเป็นยาต้านไวรัสและยาต้านเนื้องอกประเภทใหม่หลังจากยา sulfonamide และยาปฏิชีวนะ
ในอุตสาหกรรมการเกษตร นิวคลีโอไทด์สามารถใช้เป็นสารควบคุมการเจริญเติบโตของพืชในการผลิตพืช ส่งผลให้ผลผลิตและน้ำหนักเพิ่มขึ้น นอกจากนี้ยังสามารถนำไปใช้เป็นสารเติมแต่งอาหารซึ่งมีผลต่อการเจริญเติบโตของสัตว์ได้อย่างเห็นได้ชัด กล่าวโดยสรุป การใช้นิวคลีโอไทด์ในอาหารของพืชหรือสัตว์สามารถลดต้นทุนการผลิตและให้ประโยชน์อย่างมาก