Nükleotid nedir?
Nucleotides are a class of compounds consisting of purine or pyrimidine bases, ribose or deoxyribose and phosphoric acid. According to the different bases of nucleotide molecules, nucleotides can be divided into five types, namely 5′-adenine nucleotide (AMP), 5′-guanine nucleotide (GMP), 5′-cytosine nucleotide (CMP), 5′-uracil nucleotide (UMP) and 5′-hypoxanthine nucleotide (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.
Enzymatic hydrolysis produces nucleotides that use the P1 nuclease to degrade RNA to obtain a mixture of four nucleotides (AMP, GMP, CMP and UMP), and then separate and purify the four nucleotides by ion exchange resin. In addition, 5′-adenine nucleotide (AMP) is used as a substrate which is converted by adenylate deaminase to produce 5′-hypoxanthine nucleotide (IMP). The enzymatic hydrolysis process takes over the production of 5′-nucleotide, which has the advantages of a simple production process, abundant raw material sources and low cost. It is the manufacturing process with the longest history and the most mature technology.
Nükleotidlerin kullanımı
Nükleotidler, gıda, biyoteknoloji ve tarım gibi sektörlerde geniş bir uygulama alanına sahiptir.
Gıda endüstrisinde, inosin ve guanilat sodyum glutamat ile karıştırıldığında, ferahlatıcı etki bir ila birkaç on kat artar ve asidik, acı, yanık ve balıksı tat üzerinde olumlu bir etki gösterir. Disodyum nükleotid (I + G), monosodyum glutamat ve tavuk özütünden sonra üçüncü nesil bir aroma verici olarak geliştirilmiştir. Hazır erişte baharat paketlerinde, tavuk özütü, tavuk tozu ve taze soya sosu gibi baharatlarda yaygın olarak kullanılmaktadır. Ayrıca, bebek mamalarında katkı maddesi olarak kullanılan nükleotidler, bebek beslenmesini önemli ölçüde destekleyebilir, bağırsak gelişimini teşvik edebilir, lipoprotein ve çoklu doymamış yağ asitlerinin sentezini destekleyebilir ve bebeklerde soğuk algınlığı ve ishal görülme sıklığını azaltabilir. Bebeklerin normal büyüme ve gelişimini destekler.
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.