Nükleotid nedir?
Nükleotidler, purin veya pirimidin bazları, riboz veya deoksiriboz ve fosforik asitten oluşan bir bileşik sınıfıdır. Nükleotid moleküllerinin farklı bazlarına göre, nükleotidler beş türe ayrılabilir: 5'-adenin nükleotidi (AMP), 5'-guanin nükleotidi (GMP), 5'-sitozin nükleotidi (CMP), 5'-urasil nükleotidi (UMP) ve 5'-hipoksantin nükleotidi (IMP).
Nükleotid üretim yöntemi
Günümüzde nükleotid sentez yöntemleri çoğunlukla kimyasal sentez, mikrobiyal fermantasyon ve enzimatik hidrolizden oluşmaktadır.
Nükleotidlerin kimyasal üretiminde, esas olarak nükleozidler fosfat esterifikasyonu için kullanılır. Kullanılan reaktifler pahalı olduğundan ve toksik kimyasal sentez için ham maddeler kullandığından, işlem gereksinimleri yüksektir, çevre aşırı derecede kirlidir ve üretim maliyetleri nispeten yüksektir. Genel olarak, yalnızca özel amaçlı bazı nükleotid türevleri üretmek için kullanılır ve laboratuvar ölçeğiyle sınırlıdır. Büyük ölçekli endüstriyel üretim belirli zorluklar sunar.
Fermantasyonla nükleotid üretimi, nükleotid üretmek için esas olarak mikrobiyal suşların biyosentetik yolunu kullanır. Mikrobiyal fermantasyonla nükleotid üretmek için, suşları seçmek amacıyla biyosentetik yollar ve düzenleyici mekanizmalar dikkate alınmalıdır. Suşların geri mutasyonları ve bakterilerde ürün birikimi sorunu nedeniyle üretim verimliliği yüksek olsa da, geri bildirim de sağlanır. Kontrol ve düzenleme gibi teknik gereksinimler nispeten yüksektir. Fermantasyon üretim sürecinde, ortamın bileşimi ve maddelerin eklenmesi için özel gereksinimler vardır. Ayrıca, bir fabrika inşa etme yatırımı yüksektir ve üretilen ürün tektir, bu nedenle çok az ürünün üretimiyle sınırlıdır. Şu anda yalnızca inosin (IMP) ve guanilat (GMP) endüstriyel hale getirilmiştir.
Enzimatik hidroliz, RNA'yı parçalamak için P1 nükleazını kullanan ve dört nükleotid (AMP, GMP, CMP ve UMP) karışımı elde eden ve daha sonra dört nükleotidi iyon değişim reçinesiyle ayıran ve saflaştıran nükleotidler üretir. Ek olarak, 5'-adenin nükleotidi (AMP), 5'-hipoksantin nükleotidi (IMP) üretmek için adenilat deaminaz tarafından dönüştürülen bir substrat olarak kullanılır. Enzimatik hidroliz süreci, basit bir üretim süreci, bol miktarda hammadde kaynağı ve düşük maliyet avantajlarına sahip olan 5'-nükleotidin üretimini devralır. En uzun geçmişe ve en olgun teknolojiye sahip üretim sürecidir.
Nükleotidlerin kullanımı
Nucleotides have a wide range of applications in industries such as food, biotechnology and agriculture.
In the food industry, when inosine and guanylate are mixed with sodium glutamate, the refreshing effect is improved by one to several tens times and has a good effect on the acidic, bitter, burnt and fishy taste. Disodium nucleotide (I + G) has developed into a third generation flavouring after monosodium glutamate and chicken essence. It is widely used in instant noodle spice packs, spices such as chicken essence, chicken powder and fresh soy sauce. In addition, nucleotides in baby food as baby food additives can significantly support infant nutrition, promote intestinal maturation, promote the synthesis of lipoproteins and polyunsaturated fatty acids, and reduce the incidence of colds and diarrhea in infants. Promotes normal growth and development of babies.
5′-nucleotides are used as flavor enhancers (umami taste) in food manufacturing and as raw materials in biotechnology research applications.
Tarım endüstrisinde, nükleotidler bitki üretiminde bitki büyüme düzenleyicileri olarak kullanılabilir, böylece verim ve ağırlık artırılabilir. Ayrıca hayvan büyümesi üzerinde çok belirgin bir etkisi olan yem katkı maddelerine de uygulanabilir. Kısacası, bitki veya hayvan yemlerinde nükleotidlerin kullanılması üretim maliyetlerini düşürebilir ve önemli faydalar sağlayabilir.