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1、会计学1核酸核酸(h sun)类药物总结类药物总结第一页，共62页。“珍奥核酸珍奥核酸(h sun)”的争论的争论n n1998年4月，大连珍奥核酸科技发展有限公司在大连开发区建成一期工程。n n珍奥核酸说明书摘录n n 增强基因自我修复能力，显著改善脑机能，促进新陈代谢及细胞分裂，提高免疫力，美容养颜润肤。核酸具有抗病毒，抑肿瘤，抗衰老，健脑益智的功效。在临床实验中，令医学界十分惊奇的是：在糖尿病及并发症，肝脏(gnzng)疾病，高脂血症，脑血栓后遗症等心脑血管疾病，老年痴呆症，肢体震颤麻痹（帕金森氏病），关节炎，白细胞减少症，神经系统疾病，肝肾受损等诸多方面，核酸都显现出独特的保健功效。第
2、1页/共61页第二页，共62页。在广告在广告在广告在广告(gu(gu nggo)nggo)中加入中加入中加入中加入3838位因研究核酸而获得诺贝尔奖的科学家的材位因研究核酸而获得诺贝尔奖的科学家的材位因研究核酸而获得诺贝尔奖的科学家的材位因研究核酸而获得诺贝尔奖的科学家的材料料料料 第2页/共61页第三页，共62页。n n“珍奥核酸”成为大连的重点推荐产品。n n在两年的时间里，“珍奥核酸”获得：n n“全国(qun u)第十二届发明展览金奖”n n中国保健科技协会“向消费者推荐产品”n n卫生部“2000年中老年保健国际学术论坛暨中国保健品国际博览会金奖”n n辽宁省政府“医药行业科技进步一
3、等奖”第3页/共61页第四页，共62页。第4页/共61页第五页，共62页。n n方舟子：方舟子：“核酸营养是个商业大骗局核酸营养是个商业大骗局”n n中国中国“人类基因组计划人类基因组计划”项目负责人杨焕明：项目负责人杨焕明：“所谓核酸所谓核酸食品在营养价值上和米粉没有食品在营养价值上和米粉没有(mi yu)(mi yu)太大的差别太大的差别”n n加州理工学院院长戴维加州理工学院院长戴维巴尔的摩（巴尔的摩（19751975年诺贝尔医学奖）年诺贝尔医学奖）：“据我所知，没有据我所知，没有(mi yu)(mi yu)证据表明核酸是一种营养证据表明核酸是一种营养物或有益健康。在我看来它不可能有任何
4、益处。物或有益健康。在我看来它不可能有任何益处。”第5页/共61页第六页，共62页。n n如何分清(fn qng)核酸、核酸药物、珍奥核酸三者之间的区别？第6页/共61页第七页，共62页。第十四章第十四章 核酸核酸(h sun)类药物类药物n n第一节 核酸类药物(yow)概述n n第二节 天然核酸类物质的制取n n第三节 核酸类结构改造药物(yow)的制备第7页/共61页第八页，共62页。第十四章第十四章 核酸核酸(h sun)类药物类药物n n第一节 核酸类药物概述n n 1.核酸类药物概述n n 2.核酸类药物分类n n第二节 天然核酸类物质的制取n n第三节 核酸类结构改造(gizo)
5、药物的制备第8页/共61页第九页，共62页。第十四章第十四章 核酸核酸(h sun)类药物类药物n n第一节第一节 核酸类药物概述核酸类药物概述n n第二节第二节 天然核酸类物质的制取天然核酸类物质的制取n n 1.RNA 1.RNA与与DNADNA的提取与制备的提取与制备n n （一）（一）RNARNA的提取与制备的提取与制备n n （二）（二）DNADNA的提取与制备的提取与制备n n 2.2.单核苷酸的制备单核苷酸的制备n n （一）酶解法（一）酶解法n n （二）发酵法生产（二）发酵法生产(shngch(shngch n)n)核苷酸核苷酸n n （三）半合成法制备核苷酸（三）半合成法制
6、备核苷酸n n 3.3.核苷的制备核苷的制备n n （一）（一）RNARNA化学水解法制备核苷化学水解法制备核苷n n （二）发酵法生产（二）发酵法生产(shngch(shngch n)n)核苷核苷n n第三节第三节 核酸类结构改造药物的制备核酸类结构改造药物的制备第9页/共61页第十页，共62页。第十四章第十四章 核酸核酸(h sun)类药物类药物n n第一节第一节 核酸类药物核酸类药物(yow)(yow)概述概述n n第二节第二节 天然核酸类物质的制取天然核酸类物质的制取n n第三节第三节 核酸类结构改造药物核酸类结构改造药物(yow)(yow)的制备的制备n n 1.1.叠氮胸苷（叠氮胸
7、苷（AZTAZT）n n 2.2.阿糖腺苷阿糖腺苷n n 3.3.三氮唑核苷三氮唑核苷n n 4.4.阿糖胞苷阿糖胞苷n n 5.5.聚肌胞苷酸聚肌胞苷酸(PolyI:C(PolyI:C）n n 6.6.胞二磷胆碱胞二磷胆碱第10页/共61页第十一页，共62页。核酸核酸(h sun)类药物概述类药物概述n n在在18691869年，年，F.MischerF.Mischer从细胞核中分离得到一种酸性从细胞核中分离得到一种酸性(sun xn)(sun xn)物质，即现在被称为核酸的物质。物质，即现在被称为核酸的物质。n n19391939年，年，E.KnappE.Knapp等第一次用实验方法证实核
8、酸是生命等第一次用实验方法证实核酸是生命遗传的基础物质。遗传的基础物质。n n核酸不仅携带有各种生物所特有的遗传信息而且影响生核酸不仅携带有各种生物所特有的遗传信息而且影响生物的蛋白质合成和脂肪、糖类的代谢。物的蛋白质合成和脂肪、糖类的代谢。第11页/共61页第十二页，共62页。核酸核酸(h sun)类药物概述类药物概述胰核酸酶胰、肠核苷酸酶核苷酶第12页/共61页第十三页，共62页。核酸核酸(h sun)类药物概述类药物概述n n核酸类药物则正是在恢复它们的正常代谢或干扰核酸类药物则正是在恢复它们的正常代谢或干扰某些异常代谢中发挥作用的。某些异常代谢中发挥作用的。n n高尿酸血症：尿酸盐结晶
9、沉积于关节、软组织、高尿酸血症：尿酸盐结晶沉积于关节、软组织、软骨及肾，导致关节炎、尿路结石和肾脏疾病软骨及肾，导致关节炎、尿路结石和肾脏疾病(jbng)。n n治疗：别嘌呤醇治疗：别嘌呤醇第13页/共61页第十四页，共62页。核酸核酸(h sun)类药物概类药物概述述n n核苷及其衍生物干扰病毒核苷及其衍生物干扰病毒DNADNA的合成，治疗病毒疾的合成，治疗病毒疾病。病。n n腺苷、肌苷、尿苷、核苷酸、脱氧核苷酸、双丁酰腺苷、肌苷、尿苷、核苷酸、脱氧核苷酸、双丁酰环腺苷酸、胞二磷胆碱、核苷三磷酸等核酸组分及环腺苷酸、胞二磷胆碱、核苷三磷酸等核酸组分及衍生物，是天然的代谢衍生物，是天然的代谢(
10、dixi)(dixi)激活剂，有助于改激活剂，有助于改善机体的物质代谢善机体的物质代谢(dixi)(dixi)和能量代谢和能量代谢(dixi)(dixi)，加速受损组织的修复。临床广泛用于放射病、血小加速受损组织的修复。临床广泛用于放射病、血小板减少、急慢性肝炎、血细胞减少、心血管疾病等。板减少、急慢性肝炎、血细胞减少、心血管疾病等。n n辅酶辅酶A A是调节糖、脂肪及蛋白质代谢是调节糖、脂肪及蛋白质代谢(dixi)(dixi)的重的重要因子，用于治疗动脉硬化、脂肪肝、各种肝炎等。要因子，用于治疗动脉硬化、脂肪肝、各种肝炎等。第14页/共61页第十五页，共62页。n n嘌呤嘌呤(piolng)
11、(piolng)核苷酸核苷酸GMPAMPl嘧啶(m dn)核苷酸的结构第15页/共61页第十六页，共62页。核酸类药物分类核酸类药物分类核酸类药物分类核酸类药物分类1 1、具有天然、具有天然、具有天然、具有天然(tinrn)(tinrn)结构的核酸类物质结构的核酸类物质结构的核酸类物质结构的核酸类物质n n如：如：ATP、GTP、CTP、UTP、IMP、辅酶、辅酶A、辅酶、辅酶。n n这类药物有助于改善物质代谢和能量平衡，这类药物有助于改善物质代谢和能量平衡，修复受损组织，促使缺氧组织恢复正常生修复受损组织，促使缺氧组织恢复正常生理机能。理机能。n n临床上广泛用于放射病、血小板减少临床上广泛
12、用于放射病、血小板减少(jinsho)症、白细胞减少症、白细胞减少(jinsho)症、症、急慢性肝炎、心血管疾病和肌肉萎缩等的急慢性肝炎、心血管疾病和肌肉萎缩等的治疗。治疗。第16页/共61页第十七页，共62页。n n这些药物多数是生物体自身能够合成的物质，在具这些药物多数是生物体自身能够合成的物质，在具这些药物多数是生物体自身能够合成的物质，在具这些药物多数是生物体自身能够合成的物质，在具有有有有(jy(jy u)u)一定临床功能的前提下，毒副作用小，一定临床功能的前提下，毒副作用小，一定临床功能的前提下，毒副作用小，一定临床功能的前提下，毒副作用小，它们的生产基本上都可以经微生物发酵或从生
13、物资它们的生产基本上都可以经微生物发酵或从生物资它们的生产基本上都可以经微生物发酵或从生物资它们的生产基本上都可以经微生物发酵或从生物资源中提取。源中提取。源中提取。源中提取。n nATPATP：用于心肌炎、心肌梗死、心力衰竭、及动脉：用于心肌炎、心肌梗死、心力衰竭、及动脉：用于心肌炎、心肌梗死、心力衰竭、及动脉：用于心肌炎、心肌梗死、心力衰竭、及动脉或冠状动脉硬化、肝炎等的治疗或辅助治疗。或冠状动脉硬化、肝炎等的治疗或辅助治疗。或冠状动脉硬化、肝炎等的治疗或辅助治疗。或冠状动脉硬化、肝炎等的治疗或辅助治疗。n n肌苷：用于急慢性肝炎、肝硬化、白细胞减少、血肌苷：用于急慢性肝炎、肝硬化、白细胞
14、减少、血肌苷：用于急慢性肝炎、肝硬化、白细胞减少、血肌苷：用于急慢性肝炎、肝硬化、白细胞减少、血小板减少等。小板减少等。小板减少等。小板减少等。第17页/共61页第十八页，共62页。核酸类药物分类核酸类药物分类(fn li)二、自然结构核酸类物质的类似物和聚合物二、自然结构核酸类物质的类似物和聚合物n n它们是当今人类治疗它们是当今人类治疗(zhlio)病毒、肿瘤、病毒、肿瘤、艾滋病的重要药物，也是产生干扰素、免艾滋病的重要药物，也是产生干扰素、免疫抑制的临床药物。疫抑制的临床药物。n n主要有叠氮胸苷、阿糖腺苷、阿糖胞苷、主要有叠氮胸苷、阿糖腺苷、阿糖胞苷、聚肌胞等。聚肌胞等。第18页/共6
15、1页第十九页，共62页。n n它们大部分通过它们大部分通过它们大部分通过它们大部分通过(tnggu)(tnggu)由自然结构的核酸类物质进行由自然结构的核酸类物质进行由自然结构的核酸类物质进行由自然结构的核酸类物质进行半合成为结构改造物，或者采用化学一酶合成法。半合成为结构改造物，或者采用化学一酶合成法。半合成为结构改造物，或者采用化学一酶合成法。半合成为结构改造物，或者采用化学一酶合成法。第19页/共61页第二十页，共62页。珍奥核酸珍奥核酸(h sun)究竟是什么？究竟是什么？是从动植物组织中提取的核酸类物质，并不一定含有上述核酸类药物。因而珍奥核酸是一种保健品，服用珍奥核酸起不到(b d
16、o)上述治疗作用，保健品也不应作为药物使用。第20页/共61页第二十一页，共62页。（一）（一）RNA的提取的提取(tq)与制备与制备 在工业上主要由在工业上主要由RNA生产生产5-核苷核苷酸。酸。RNA经桔青酶作用可得鲜厚味强经桔青酶作用可得鲜厚味强的的5-呈味核苷酸；在医药上，可治肝呈味核苷酸；在医药上，可治肝炎炎(n yn)、心脏病、关节炎、抗癌、心脏病、关节炎、抗癌和抗病毒；和抗病毒；RNA还可应用于洗涤剂、还可应用于洗涤剂、乳化剂、奶液和雪花膏等，在日用化乳化剂、奶液和雪花膏等，在日用化妆品中，有润肤养颜的效果；在农业妆品中，有润肤养颜的效果；在农业生产中，生产中，RNA的使用可使农
17、作物早熟的使用可使农作物早熟和增产和增产。第21页/共61页第二十二页，共62页。（一）（一）RNA的提取的提取(tq)与制备与制备n n1.RNA1.RNA的工业来源的工业来源的工业来源的工业来源n n 从微生物中提取从微生物中提取从微生物中提取从微生物中提取RNARNA，是工业上最实际和有效的方法，一，是工业上最实际和有效的方法，一，是工业上最实际和有效的方法，一，是工业上最实际和有效的方法，一些最常见的菌体含有丰富的核酸资源。通常在细菌中些最常见的菌体含有丰富的核酸资源。通常在细菌中些最常见的菌体含有丰富的核酸资源。通常在细菌中些最常见的菌体含有丰富的核酸资源。通常在细菌中RNARNA占
18、占占占5 5-2525，在酵母中占，在酵母中占，在酵母中占，在酵母中占2.72.71515，在霉菌中占，在霉菌中占，在霉菌中占，在霉菌中占0.7%28%,0.7%28%,面包酵母面包酵母面包酵母面包酵母含含含含RNA4.1RNA4.17.27.2。n n2.2.高高高高RNARNA含量酵母菌体的筛选含量酵母菌体的筛选含量酵母菌体的筛选含量酵母菌体的筛选n n 酵母菌体收率酵母菌体收率酵母菌体收率酵母菌体收率(shu l(shu l)高，易于提取高，易于提取高，易于提取高，易于提取RNA RNA。n n 可以从自然界筛选并可用诱变育种的方法提高酵母的可以从自然界筛选并可用诱变育种的方法提高酵母的
19、可以从自然界筛选并可用诱变育种的方法提高酵母的可以从自然界筛选并可用诱变育种的方法提高酵母的RNARNA含含含含量。量。量。量。第22页/共61页第二十三页，共62页。（一）（一）RNA的提取的提取(tq)与制与制备备n n发酵法生产高含量发酵法生产高含量发酵法生产高含量发酵法生产高含量RNARNARNARNA酵酵酵酵母母母母(jiom)(jiom)(jiom)(jiom)及其及其及其及其RNARNARNARNA提取提取提取提取工艺流程见图工艺流程见图工艺流程见图工艺流程见图12-812-812-812-8。第23页/共61页第二十四页，共62页。（一）（一）RNA的提取的提取(tq)与制备与
20、制备n n3用工业废水培养用工业废水培养(piyng)高含量高含量RNA酵酵母母n n 使用工业废水培养使用工业废水培养(piyng)高含量高含量RNA酵母减少环境污染，降低粮食消耗，酵母减少环境污染，降低粮食消耗，如味精生产废水中的成份基本上可供酵母如味精生产废水中的成份基本上可供酵母生长。生长。第24页/共61页第二十五页，共62页。（一）（一）RNA的提取的提取(tq)与制与制备备n n4.RNA4.RNA提取提取(tq(tq)实例实例第25页/共61页第二十六页，共62页。（二）（二）DNA的提取的提取(tq)与制与制备备 DNA DNA，可以促进细胞的活化，调节新陈代谢，延缓机体，可
21、以促进细胞的活化，调节新陈代谢，延缓机体衰老，维护正常免疫衰老，维护正常免疫(mi(mi ny)ny)功能有积极的作用。功能有积极的作用。1 1工业用工业用DNADNA的提取的提取 从冷冻鱼精中提取。鱼精中主要含有核蛋白、酶类以及从冷冻鱼精中提取。鱼精中主要含有核蛋白、酶类以及多种微量元素。核蛋白的主要成分是脱氧核糖核酸多种微量元素。核蛋白的主要成分是脱氧核糖核酸(DNA)(DNA)和和碱性蛋白质碱性蛋白质(鱼精蛋白鱼精蛋白)，其中，其中DNA DNA 占大约占大约2 23 3。纤维状DNA沉淀(chndin)第26页/共61页第二十七页，共62页。（二）（二）DNA的提取的提取(tq)与制备
22、与制备n n2 2具有生物活性具有生物活性具有生物活性具有生物活性DNADNA的制备的制备的制备的制备n n 可从动物内脏（肝、脾、胸腺）中提取制备，操作条件可从动物内脏（肝、脾、胸腺）中提取制备，操作条件可从动物内脏（肝、脾、胸腺）中提取制备，操作条件可从动物内脏（肝、脾、胸腺）中提取制备，操作条件0 03 3。n n 动物内脏加动物内脏加动物内脏加动物内脏加4 4倍量生理盐水经组织捣碎机捣碎倍量生理盐水经组织捣碎机捣碎倍量生理盐水经组织捣碎机捣碎倍量生理盐水经组织捣碎机捣碎1 1分钟，匀浆于分钟，匀浆于分钟，匀浆于分钟，匀浆于2500rpm2500rpm离心离心离心离心3030分钟，沉淀用
23、同样体积的生理盐水洗涤分钟，沉淀用同样体积的生理盐水洗涤分钟，沉淀用同样体积的生理盐水洗涤分钟，沉淀用同样体积的生理盐水洗涤3 3次，每次洗涤后次，每次洗涤后次，每次洗涤后次，每次洗涤后离心，将沉淀悬浮离心，将沉淀悬浮离心，将沉淀悬浮离心，将沉淀悬浮(xunf)(xunf)于于于于2020倍量的冷生理盐水中，再捣碎倍量的冷生理盐水中，再捣碎倍量的冷生理盐水中，再捣碎倍量的冷生理盐水中，再捣碎3 3分钟，加分钟，加分钟，加分钟，加入入入入2 2倍量倍量倍量倍量5 5十二烷基磺酸钠，并搅拌十二烷基磺酸钠，并搅拌十二烷基磺酸钠，并搅拌十二烷基磺酸钠，并搅拌2 23 3小时，在小时，在小时，在小时，在
24、0 0 2500rpm2500rpm离心，在离心，在离心，在离心，在上层液中加入等体积的冷乙醇，离心即可得纤维状上层液中加入等体积的冷乙醇，离心即可得纤维状上层液中加入等体积的冷乙醇，离心即可得纤维状上层液中加入等体积的冷乙醇，离心即可得纤维状DNADNA，再用冷乙醇和，再用冷乙醇和，再用冷乙醇和，再用冷乙醇和丙酮洗涤，减压低温干燥得粗品丙酮洗涤，减压低温干燥得粗品丙酮洗涤，减压低温干燥得粗品丙酮洗涤，减压低温干燥得粗品DNADNA。第27页/共61页第二十八页，共62页。（一）酶解法（一）酶解法(ji f)1.酶酶解解法法制制备备(zhbi)脱脱氧氧核核苷苷酸酸，参参见见吴吴梧梧桐桐主主编编
25、，p330第28页/共61页第二十九页，共62页。（一）酶解法（一）酶解法(ji f)2.2.酶酶酶酶解解解解法法法法制制制制备备备备戊戊戊戊糖糖糖糖核核核核苷苷苷苷酸酸酸酸，参参参参见见见见(cnjin)(cnjin)吴吴吴吴梧梧梧梧桐桐桐桐主主主主编编编编，p331p331第29页/共61页第三十页，共62页。（一）酶解法（一）酶解法(ji f)n n3 3双酶法生产肌苷酸和鸟苷双酶法生产肌苷酸和鸟苷双酶法生产肌苷酸和鸟苷双酶法生产肌苷酸和鸟苷酸（酸（酸（酸（I+GI+G）。）。）。）。n n呈味核苷酸的主要品种呈味核苷酸的主要品种呈味核苷酸的主要品种呈味核苷酸的主要品种(p(p nzhn
26、zh ng)ng)是肌苷酸钠和鸟是肌苷酸钠和鸟是肌苷酸钠和鸟是肌苷酸钠和鸟苷酸钠，商品名称为苷酸钠，商品名称为苷酸钠，商品名称为苷酸钠，商品名称为（I+GI+G），用核酸酶），用核酸酶），用核酸酶），用核酸酶P1P1降解降解降解降解RNARNA可获得可获得可获得可获得GMPGMP和和和和AMPAMP，其中其中其中其中AMPAMP经脱氨生成经脱氨生成经脱氨生成经脱氨生成IMPIMP。n n双酶法生产肌苷酸和鸟苷酸双酶法生产肌苷酸和鸟苷酸双酶法生产肌苷酸和鸟苷酸双酶法生产肌苷酸和鸟苷酸的工艺流程的工艺流程的工艺流程的工艺流程n n参见吴梧桐主编，参见吴梧桐主编，参见吴梧桐主编，参见吴梧桐主编，p3
27、30p330第30页/共61页第三十一页，共62页。（一）酶解法（一）酶解法(ji f)n n4 4菌体自溶法生产菌体自溶法生产菌体自溶法生产菌体自溶法生产(shngch(shngch n)n)核苷酸核苷酸核苷酸核苷酸n n 磷酸二酯酶在合适的条件下降解细胞内的磷酸二酯酶在合适的条件下降解细胞内的磷酸二酯酶在合适的条件下降解细胞内的磷酸二酯酶在合适的条件下降解细胞内的RNARNA可产可产可产可产生生生生5-5-核苷酸。在国内用谷氨酸产生菌体自溶法生产核苷酸。在国内用谷氨酸产生菌体自溶法生产核苷酸。在国内用谷氨酸产生菌体自溶法生产核苷酸。在国内用谷氨酸产生菌体自溶法生产(shngch(shngc
28、h n)5-n)5-核苷酸。工艺流程如下：核苷酸。工艺流程如下：核苷酸。工艺流程如下：核苷酸。工艺流程如下：第31页/共61页第三十二页，共62页。（一）酶解法（一）酶解法(ji f)n n5 5碱水解法生产碱水解法生产碱水解法生产碱水解法生产2 2、3-3-混合核苷酸。混合核苷酸。混合核苷酸。混合核苷酸。n n用酶法降解用酶法降解用酶法降解用酶法降解RNARNA得到的是得到的是得到的是得到的是5-5-核苷酸，可用于生产呈味核苷酸，可用于生产呈味核苷酸，可用于生产呈味核苷酸，可用于生产呈味核苷酸。核苷酸。核苷酸。核苷酸。n n2 2、3-3-混合核苷酸在医药上有它的特殊用途。对血小混合核苷酸在
29、医药上有它的特殊用途。对血小混合核苷酸在医药上有它的特殊用途。对血小混合核苷酸在医药上有它的特殊用途。对血小板减少，白血球减少症和癌症板减少，白血球减少症和癌症板减少，白血球减少症和癌症板减少，白血球减少症和癌症(i zhn(i zhn)化疗后升白化疗后升白化疗后升白化疗后升白血球均有较好疗效。血球均有较好疗效。血球均有较好疗效。血球均有较好疗效。n n用碱水解用碱水解用碱水解用碱水解RNA RNA 可产生可产生可产生可产生2 2、3-3-混合核苷酸。实际上，混合核苷酸。实际上，混合核苷酸。实际上，混合核苷酸。实际上，是由于稀碱水解过程中，先形成一个中间环状物是由于稀碱水解过程中，先形成一个中
30、间环状物是由于稀碱水解过程中，先形成一个中间环状物是由于稀碱水解过程中，先形成一个中间环状物2 2、3 3 环状核苷酸，它很不稳定，进一步水解生成环状核苷酸，它很不稳定，进一步水解生成环状核苷酸，它很不稳定，进一步水解生成环状核苷酸，它很不稳定，进一步水解生成2 2，3 3 核苷酸。核苷酸。核苷酸。核苷酸。第32页/共61页第三十三页，共62页。（二）发酵法生产（二）发酵法生产(shngchn)核苷酸核苷酸IMP生成(shn chn)总反应过程第33页/共61页第三十四页，共62页。SAMP合成酶 IMP脱氢酶SAMP裂解(li ji)酶 GMP合成酶AMPAMP和和和和GMPGMP的生成的生
31、成的生成的生成(shn(shn chn chn)SAMP（二）发酵法生产(shngchn)核苷酸第34页/共61页第三十五页，共62页。（二）发酵法生产（二）发酵法生产(shngchn)核苷酸核苷酸n n1发酵法生产肌苷酸（发酵法生产肌苷酸（IMP）n n肌苷酸钠是一种高效增鲜剂，在谷氨酸钠肌苷酸钠是一种高效增鲜剂，在谷氨酸钠中添加中添加2%，鲜度可以增加，鲜度可以增加3倍。因此在味精倍。因此在味精中添加肌苷酸钠后成为第二代特鲜味精。中添加肌苷酸钠后成为第二代特鲜味精。n n n n(1)产氨短杆菌嘌呤核苷酸生物合成途径，产氨短杆菌嘌呤核苷酸生物合成途径，代谢调控代谢调控(dio kn)和肌苷
32、酸发酵机制。和肌苷酸发酵机制。（参见吴梧桐主编，（参见吴梧桐主编，p333）第35页/共61页第三十六页，共62页。（二）发酵法生产（二）发酵法生产(shngchn)核苷酸核苷酸第36页/共61页第三十七页，共62页。（二）发酵法生产（二）发酵法生产(shngchn)核苷酸核苷酸n n对对对对5 -IMP5 -IMP的生物合成来说，关键的酶是的生物合成来说，关键的酶是的生物合成来说，关键的酶是的生物合成来说，关键的酶是PRPPPRPP转酰胺酶，转酰胺酶，转酰胺酶，转酰胺酶，利用产氨短杆菌直接发酵法生产肌苷酸的关键：利用产氨短杆菌直接发酵法生产肌苷酸的关键：利用产氨短杆菌直接发酵法生产肌苷酸的关
33、键：利用产氨短杆菌直接发酵法生产肌苷酸的关键：n n使用腺嘌呤缺陷型菌株。使用腺嘌呤缺陷型菌株。使用腺嘌呤缺陷型菌株。使用腺嘌呤缺陷型菌株。n n提供亚适量腺嘌呤从而提供亚适量腺嘌呤从而提供亚适量腺嘌呤从而提供亚适量腺嘌呤从而(cng r)(cng r)解除了对解除了对解除了对解除了对PRPPPRPP转酰转酰转酰转酰胺酶的活性影响。胺酶的活性影响。胺酶的活性影响。胺酶的活性影响。n n选育选育选育选育Mn2+Mn2+不敏感性变异株不敏感性变异株不敏感性变异株不敏感性变异株n n菌本身的菌本身的菌本身的菌本身的5 -5 -核苷酸降解酶活力低核苷酸降解酶活力低核苷酸降解酶活力低核苷酸降解酶活力低第
34、37页/共61页第三十八页，共62页。（二）发酵法生产（二）发酵法生产(shngchn)核苷酸核苷酸n n2.2.发酵法生产黄苷酸（发酵法生产黄苷酸（发酵法生产黄苷酸（发酵法生产黄苷酸（XMPXMP）及酶法转化成鸟苷酸）及酶法转化成鸟苷酸）及酶法转化成鸟苷酸）及酶法转化成鸟苷酸（GMPGMP）。）。）。）。n n 鸟苷酸钠是比肌苷酸钠更强的增鲜剂，它还是三鸟苷酸钠是比肌苷酸钠更强的增鲜剂，它还是三鸟苷酸钠是比肌苷酸钠更强的增鲜剂，它还是三鸟苷酸钠是比肌苷酸钠更强的增鲜剂，它还是三氮唑核苷和无环鸟嘌呤的原料，因此氮唑核苷和无环鸟嘌呤的原料，因此氮唑核苷和无环鸟嘌呤的原料，因此氮唑核苷和无环鸟嘌呤
35、的原料，因此(ync(ync)在食品工业在食品工业在食品工业在食品工业和制药行业中需求量很大。和制药行业中需求量很大。和制药行业中需求量很大。和制药行业中需求量很大。n n 然而直接发酵生产然而直接发酵生产然而直接发酵生产然而直接发酵生产GMPGMP产量很低，没有生产价值。产量很低，没有生产价值。产量很低，没有生产价值。产量很低，没有生产价值。第38页/共61页第三十九页，共62页。（二）发酵法生产（二）发酵法生产(shngchn)核苷酸核苷酸n n黄苷酸（黄苷酸（黄苷酸（黄苷酸（XMPXMP）是鸟苷酸（）是鸟苷酸（）是鸟苷酸（）是鸟苷酸（GMPGMP）的前体产物，可以）的前体产物，可以）的前
36、体产物，可以）的前体产物，可以通过累积黄苷酸（通过累积黄苷酸（通过累积黄苷酸（通过累积黄苷酸（XMPXMP），之后再用酶转化法生产），之后再用酶转化法生产），之后再用酶转化法生产），之后再用酶转化法生产(shngch(shngch n)GMPn)GMP。n n菌种菌种菌种菌种A A：丧失：丧失：丧失：丧失GMPGMP合成酶的鸟嘌呤缺陷型和腺嘌呤缺陷合成酶的鸟嘌呤缺陷型和腺嘌呤缺陷合成酶的鸟嘌呤缺陷型和腺嘌呤缺陷合成酶的鸟嘌呤缺陷型和腺嘌呤缺陷型。型。型。型。n n菌种菌种菌种菌种B B：5-5-核苷酸分解力微弱，核苷酸分解力微弱，核苷酸分解力微弱，核苷酸分解力微弱，GMPGMP合成酶活性强合成
37、酶活性强合成酶活性强合成酶活性强.n n控制控制控制控制A A、B B菌接种比例，混合培养，大量产生菌接种比例，混合培养，大量产生菌接种比例，混合培养，大量产生菌接种比例，混合培养，大量产生XMPXMP并高并高并高并高效转化成效转化成效转化成效转化成GMPGMP。第39页/共61页第四十页，共62页。（三）半合成（三）半合成(hchng)法制备法制备核苷酸核苷酸n n由于发酵法生产核苷的产率很高，因此可由发酵法生由于发酵法生产核苷的产率很高，因此可由发酵法生由于发酵法生产核苷的产率很高，因此可由发酵法生由于发酵法生产核苷的产率很高，因此可由发酵法生产核苷后经提取，精制再经磷酸化制取核苷酸。产核
38、苷后经提取，精制再经磷酸化制取核苷酸。产核苷后经提取，精制再经磷酸化制取核苷酸。产核苷后经提取，精制再经磷酸化制取核苷酸。n n方法：将核苷悬浮于磷酸三甲酯或磷酸三乙酯中，在方法：将核苷悬浮于磷酸三甲酯或磷酸三乙酯中，在方法：将核苷悬浮于磷酸三甲酯或磷酸三乙酯中，在方法：将核苷悬浮于磷酸三甲酯或磷酸三乙酯中，在冷却条件下加入冷却条件下加入冷却条件下加入冷却条件下加入(jir)(jir)氯化氧磷，进行磷酸化。从氯化氧磷，进行磷酸化。从氯化氧磷，进行磷酸化。从氯化氧磷，进行磷酸化。从核苷生成核苷生成核苷生成核苷生成5-5-核苷酸收率可达核苷酸收率可达核苷酸收率可达核苷酸收率可达90%90%。第40
39、页/共61页第四十一页，共62页。核苷的制备核苷的制备(zhbi)n n核苷是多种核苷类药物的原料核苷是多种核苷类药物的原料(yunlio)，这些药物通常是生物自身能够合成的组成这些药物通常是生物自身能够合成的组成遗传物质的结构类似物，目前已用于临床遗传物质的结构类似物，目前已用于临床的此类药物有几十种的此类药物有几十种n n另外，核苷的发酵法生产水平大大高于同另外，核苷的发酵法生产水平大大高于同类结构核苷酸的发酵水平，因此肌苷酸钠，类结构核苷酸的发酵水平，因此肌苷酸钠，鸟苷酸钠可分别由肌苷和鸟苷经化学磷酸鸟苷酸钠可分别由肌苷和鸟苷经化学磷酸化方法合成，化方法合成，ATP由腺苷酯法合成。由腺苷
40、酯法合成。第41页/共61页第四十二页，共62页。（一）（一）RNA化学水解化学水解(shuji)法制备核苷法制备核苷 RNARNA以以以以甲甲甲甲酰酰酰酰胺胺胺胺化化化化学学学学水水水水解解解解(shu(shu ji)ji)，树树树树脂脂脂脂分分分分离离离离、结结结结晶晶晶晶，可可可可制制制制得得得得4 4种核苷。种核苷。种核苷。种核苷。第42页/共61页第四十三页，共62页。（二）发酵法生产（二）发酵法生产(shngchn)核苷核苷n n发酵法生产核苷是近代发酵工程领域中的杰出成发酵法生产核苷是近代发酵工程领域中的杰出成果，产率高，周期短，控制容易，产量大。果，产率高，周期短，控制容易，产
41、量大。n n菌种：枯草芽孢杆菌或短小芽孢杆菌变异株，嘌菌种：枯草芽孢杆菌或短小芽孢杆菌变异株，嘌呤核苷分解活性低，而嘌呤核苷酸酶活性高。呤核苷分解活性低，而嘌呤核苷酸酶活性高。n n 枯草杆菌的嘌呤核苷酸合成途径枯草杆菌的嘌呤核苷酸合成途径(tjng)。(参参见吴梧桐主编，见吴梧桐主编，p337)第43页/共61页第四十四页，共62页。ADPAMPGMPGTPGDPSAMPIMPXMPAMP脱氨酶IMP脱氢酶GMP还原酶SAMP合成酶PRPPAICARSAICARPRPPATPSAMP裂解酶GMP合成酶 （二）发酵法生产（二）发酵法生产(shngchn)核苷核苷n n在右边的合成途径中，嘌呤在
42、右边的合成途径中，嘌呤在右边的合成途径中，嘌呤在右边的合成途径中，嘌呤核苷酸生物合成的第一个酶核苷酸生物合成的第一个酶核苷酸生物合成的第一个酶核苷酸生物合成的第一个酶PRPPPRPP转酰胺酶受转酰胺酶受转酰胺酶受转酰胺酶受AMPAMP、ADPADP、以及腺嘌呤衍生物的、以及腺嘌呤衍生物的、以及腺嘌呤衍生物的、以及腺嘌呤衍生物的强烈抑制而受鸟嘌呤衍生物强烈抑制而受鸟嘌呤衍生物强烈抑制而受鸟嘌呤衍生物强烈抑制而受鸟嘌呤衍生物的抑制很弱。的抑制很弱。的抑制很弱。的抑制很弱。IMPIMP脱氢酶受脱氢酶受脱氢酶受脱氢酶受最终产物最终产物最终产物最终产物GMPGMP及鸟嘌呤衍生及鸟嘌呤衍生及鸟嘌呤衍生及鸟
43、嘌呤衍生物反馈抑制，物反馈抑制，物反馈抑制，物反馈抑制，SAMPSAMP合成酶合成酶合成酶合成酶受受受受AMPAMP反馈抑制的。反馈抑制的。反馈抑制的。反馈抑制的。n n枯草杆菌的腺嘌呤缺陷型，枯草杆菌的腺嘌呤缺陷型，枯草杆菌的腺嘌呤缺陷型，枯草杆菌的腺嘌呤缺陷型，当培养基中提供当培养基中提供当培养基中提供当培养基中提供(tgng)(tgng)限限限限量腺嘌呤时就累积肌苷。量腺嘌呤时就累积肌苷。量腺嘌呤时就累积肌苷。量腺嘌呤时就累积肌苷。n n而枯草杆菌的腺嘌呤、黄嘌而枯草杆菌的腺嘌呤、黄嘌而枯草杆菌的腺嘌呤、黄嘌而枯草杆菌的腺嘌呤、黄嘌呤缺陷型，当培养基中提供呤缺陷型，当培养基中提供呤缺陷型
44、，当培养基中提供呤缺陷型，当培养基中提供(tgng)(tgng)限量鸟嘌呤时就累限量鸟嘌呤时就累限量鸟嘌呤时就累限量鸟嘌呤时就累积腺苷。积腺苷。积腺苷。积腺苷。枯草杆菌的嘌呤(piolng)核苷酸合成途径PRPP转酰胺酶第44页/共61页第四十五页，共62页。1发酵法生产发酵法生产(shngchn)肌苷肌苷（I或或Iou）n n肌苷生产菌（肌苷生产菌（AJ11102）遗传性状：）遗传性状：n n腺嘌呤缺陷型（腺嘌呤缺陷型（A-）；）；n nGMP还原酶缺失（还原酶缺失（GMPred-）；）；n n磺胺脒抗性（磺胺脒抗性（SGr）；）；n n精氨酸缺陷型（精氨酸缺陷型（Arg-）。）。n n选育
45、出从遗传上解除正常选育出从遗传上解除正常(zhngchng)代谢代谢控制的理想菌株。肌苷产率达控制的理想菌株。肌苷产率达20g/L.第45页/共61页第四十六页，共62页。1发酵法生产发酵法生产(shngchn)肌苷肌苷（I或或Iou）n n工艺要点工艺要点(yodin)：n n保证培养基有充足保证培养基有充足N源。源。n n短小芽孢杆菌受短小芽孢杆菌受PO43-的抑制。的抑制。n nMg2+、Ca2+对肌苷生产有促进作用。对肌苷生产有促进作用。n n提供的生长因子腺嘌呤或酵母粉必须亚提供的生长因子腺嘌呤或酵母粉必须亚适量。适量。n n发酵条件，发酵条件，3034，pH6.06.2，高溶，高溶
46、氧，低分压。氧，低分压。第46页/共61页第四十七页，共62页。2发酵法生产发酵法生产(shngchn)鸟苷鸟苷和黄苷（和黄苷（G，X）n n鸟苷生产鸟苷生产鸟苷生产鸟苷生产(shngch(shngch n)n)菌性状：以肌苷产生菌为出发菌性状：以肌苷产生菌为出发菌性状：以肌苷产生菌为出发菌性状：以肌苷产生菌为出发菌株，再增加德夸菌素抗性，解除菌株，再增加德夸菌素抗性，解除菌株，再增加德夸菌素抗性，解除菌株，再增加德夸菌素抗性，解除GMPGMP对酶对酶对酶对酶PRPPPRPP转酰胺酶、转酰胺酶、转酰胺酶、转酰胺酶、IMP IMP脱氢酶、脱氢酶、脱氢酶、脱氢酶、GMP GMP合成酶的反馈抑制合成
47、酶的反馈抑制合成酶的反馈抑制合成酶的反馈抑制n n黄苷生产黄苷生产黄苷生产黄苷生产(shngch(shngch n)n)菌性状与鸟苷产生菌株相类似，菌性状与鸟苷产生菌株相类似，菌性状与鸟苷产生菌株相类似，菌性状与鸟苷产生菌株相类似，关键是要缺失关键是要缺失关键是要缺失关键是要缺失GMPGMP合成酶。选育鸟嘌呤和腺嘌呤双合成酶。选育鸟嘌呤和腺嘌呤双合成酶。选育鸟嘌呤和腺嘌呤双合成酶。选育鸟嘌呤和腺嘌呤双重缺陷型（重缺陷型（重缺陷型（重缺陷型（G-G-和和和和A-A-），培养基中限量供给腺嘌呤、），培养基中限量供给腺嘌呤、），培养基中限量供给腺嘌呤、），培养基中限量供给腺嘌呤、鸟嘌呤。鸟嘌呤。鸟嘌
48、呤。鸟嘌呤。第47页/共61页第四十八页，共62页。3发酵法生产发酵法生产(shngchn)腺苷腺苷（A或或Ado）n n腺苷产生菌遗传性状：腺苷产生菌遗传性状：腺苷产生菌遗传性状：腺苷产生菌遗传性状：n n腺嘌呤回复（腺嘌呤回复（腺嘌呤回复（腺嘌呤回复（A+A+）；）；）；）；n n黄嘌呤缺陷（黄嘌呤缺陷（黄嘌呤缺陷（黄嘌呤缺陷（Xn-Xn-）；）；）；）；n nAMPAMP脱氨酶缺失；脱氨酶缺失；脱氨酶缺失；脱氨酶缺失；n nGMPGMP还原酶还原酶还原酶还原酶(GMPred-)(GMPred-)缺失；缺失；缺失；缺失；n n抗抗抗抗8 8杂氮黄嘌呤（杂氮黄嘌呤（杂氮黄嘌呤（杂氮黄嘌呤（8
49、AXr8AXr）n n注意防止黄嘌呤缺陷型标记的回复，保存期间斜面的注意防止黄嘌呤缺陷型标记的回复，保存期间斜面的注意防止黄嘌呤缺陷型标记的回复，保存期间斜面的注意防止黄嘌呤缺陷型标记的回复，保存期间斜面的反复反复反复反复(f(f nf)nf)移植是黄嘌呤回复，腺苷产量下降的主移植是黄嘌呤回复，腺苷产量下降的主移植是黄嘌呤回复，腺苷产量下降的主移植是黄嘌呤回复，腺苷产量下降的主要原因。要原因。要原因。要原因。第48页/共61页第四十九页，共62页。3发酵法生产发酵法生产(shngchn)腺苷腺苷（A或或Ado）小结：小结：以产氨短杆菌为出发株，用发酵法直接产生以产氨短杆菌为出发株，用发酵法直接
50、产生AMP或或GMP是很困难的。因为其生物合成途径是很困难的。因为其生物合成途径(tjng)经经IMP然后分成两条直链途径然后分成两条直链途径(tjng)，最终合，最终合成成AMP和和GMP。而使用枯草杆菌为出发株，其合成途径而使用枯草杆菌为出发株，其合成途径(tjng)经经IMP分成两条环形途径分成两条环形途径(tjng)，只要阻塞某一，只要阻塞某一代谢途径代谢途径(tjng)，就能产生另一途径，就能产生另一途径(tjng)相应累积产物。相应累积产物。第49页/共61页第五十页，共62页。（一）叠氮胸苷（一）叠氮胸苷（AZT）n n商品名：商品名：商品名：商品名：RefrovirRefrov