核酸类药物概述

（二）发酵法生产核苷
在右边的合成途径中，嘌呤 核苷酸生物合成的第一个酶 PRPP转酰胺酶受AMP、 ADP、以及腺嘌呤衍生物的 强烈抑制而受鸟嘌呤衍生物 的抑制很弱。IMP脱氢酶受 最终产物GMP及鸟嘌呤衍生 物反馈抑制，SAMP合成酶 受AMP反馈抑制的。 枯草杆菌的腺嘌呤缺陷型， 当培养基中提供限量腺嘌呤 时就累积肌苷。 而枯草杆菌的腺嘌呤、黄嘌 呤缺陷型，当培养基中提供 限量鸟嘌呤时就累积腺苷。
（二）发酵法生产核苷酸
黄苷酸（XMP）是鸟苷酸（GMP）的前体产物， 可以通过累积黄苷酸（XMP），之后再用酶转化 法生产GMP。 菌种A：丧失GMP合成酶的鸟嘌呤缺陷型和腺嘌 呤缺陷型。
菌种B：5’-核苷酸分解力微弱，GMP合成酶活性 强. 控制A、B菌接种比例，混合培养，大量产生 XMP并高效转化成GMP。
核酸类药物分类－自然结构核酸类物质的类似物和 聚合物
它们是当今人类治疗病毒、肿瘤、艾滋病 的重要药物，也是产生干扰素、免疫抑制 的临床药物。 主要有叠氮胸苷、阿糖腺苷、阿糖胞苷、 聚肌胞等。
核酸类药物分类－自然结构核酸类物质的类似物和 聚合物
O HN O N CF 3 O HN N O CH3 O HN N O
• RNA 以 甲 酰 胺 化 学水解，树脂分离、 结晶，可制得4种
核苷。
（二）发酵法生产核苷
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。
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。
枯草杆菌的嘌呤核苷酸合成途径。(参见吴梧桐主编，p337)
第十四章 核酸类药物
第一节 核酸类药物概述 第二节 天然核酸类物质的制取 第三节 核酸类结构改造药物的制备 1.叠氮胸苷（AZT） 2.阿糖腺苷 3.三氮唑核苷 4.阿糖胞苷 5.聚肌胞苷酸 (PolyI:C） 6.胞二磷胆碱
核酸类药物概述
在1869年，F. Mischer从细胞核中分离得到一种
①腺嘌呤缺陷型（A ）； ②GMP还原酶缺失（GMPred-）； ③磺胺脒抗性（SGr）； ④精氨酸缺陷型（Arg-）。 选育出从遗传上解除正常代谢控制的理想 菌株。肌苷产率达20g/L.
-
1．发酵法生产肌苷（I或Iou）
工艺要点： ①保证培养基有充足N源。 3②短小芽孢杆菌受PO4 的抑制。 ③Mg2+、Ca 对肌苷生产有促进作用。 ④提供的生长因子腺嘌呤或酵母粉必须亚 适量。 ⑤发酵条件，30～34℃，pH6.0～6.2，高 溶氧，低分压。
（二）发酵法生产核苷酸
IMP生成总反应过程
（二）发酵法生产核苷酸
AMP和GMP的生成
SAMP
①SAMP合成酶 ③IMP脱氢酶 ②SAMP裂解酶 ④GMP合成酶
（二）发酵法生产核苷酸
1．发酵法生产肌苷酸（IMP）
肌苷酸钠是一种高效增鲜剂，在谷氨酸钠 中添加2%，鲜度可以增加3倍。因此在味 精中添加肌苷酸钠后成为第二代特鲜味精。
酵母菌体收率高，易于提取RNA 。
可以从自然界筛选并可用诱变育种的方法提高酵母的 RNA含量。
（一）RNA的提取与制备
发酵法生产高含量RNA
酵母及其RNA提取工艺
流程见图12-8。
（一）RNA的提取与制备
3．用工业废水培养高含量RNA酵母
使用工业废水培养高含量RNA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
第十四章 核酸类药物
第一节 核酸类药物概述 第二节 天然核酸类物质的制取 第三节 核酸类结构改造药物的制备
第十四章 核酸类药物
第一节 核酸类药物概述 1.核酸类药物概述 2.核酸类药物分类 第二节 天然核酸类物质的制取 第三节 核酸类结构改造药物的制备
第十四章 核酸类药物
第一节 核酸类药物概述 第二节 天然核酸类物质的制取 1.RNA与DNA的提取与制备 （一）RNA的提取与制备 （二）DNA的提取与制备 2.单核苷酸的制备 （一）酶解法 （二）发酵法生产核苷酸 （三）半合成法制备核苷酸 3.核苷的制备 （一）RNA化学水解法制备核苷 （二）发酵法生产核苷 第三节 核酸类结构改造药物的制备
核酸类药物分类－具有天然结构的核酸类物质
这些药物多数是生物体自身能够合成的物质，在
具有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物资源
中提取。
ATP：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。 肌苷：用于急慢性肝炎、肝硬化、白细胞减少、血小板减少等。
O
I HN 2
N N N
HO
HO O
O
HO
O
HO
O
OH 三氟代 胸 苷
N3 叠氮 胸 苷
OH 5'- 碘 脱氧 尿 苷
OH
OH OH 三 氮唑 核苷
OH
OH NH H2N N
OH
NH
N
N
NH HO HO N O
N N
N N O
NH H2N N
N N
H2N
N
O H
CH2OH CH2OH
HO
OH 无环鸟 苷
2+
2．发酵法生产鸟苷和黄苷（G，X）
鸟苷生产菌性状：以肌苷产生菌为出发菌株，再
纤维状DNA沉淀
（二）DNA的提取与制备
2．具有生物活性DNA的制备 可从动物内脏（肝、脾、胸腺）中提取制备，操作条件0～3℃。
动物内脏加4倍量生理盐水经组织捣碎机捣碎1分钟，匀浆于2500rpm离
心30分钟，沉淀用同样体积的生理盐水洗涤3次，每次洗涤后离心，将沉淀
悬浮于20倍量的冷生理盐水中，再捣碎3分钟，加入2倍量5％十二烷基磺酸 钠，并搅拌2～3小时，在0 ℃2500rpm离心，在上层液中加入等体积的冷乙 醇，离心即可得纤维状DNA，再用冷乙醇和丙酮洗涤，减压低温干燥得粗品 DNA。
酸性物质，即现在被称为核酸的物质。 1939年，E. Knapp等第一次用实验方法证实核酸 是生命遗传的基础物质。 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。
核酸类药物概述
核酸是一种多聚体大分子，它的组成单元是核苷 酸，将核苷酸中的磷酸基团去掉，剩余部分称核 苷，核苷进一步分解可生成戊糖和碱基。
本上可供酵母生长。
（一）RNA的提取与制备
4.RNA提取实例
（二）DNA的提取与制备
DNA，可以促进细胞的活化，调节新陈代谢，延缓机 体衰老，维护正常免疫功能有积极的作用。
1．工业用DNA的提取 从冷冻鱼精中提取。鱼精中主要含有核蛋白、酶类以及多种微量元素。核 蛋白的主要成分是脱氧核糖核酸(DNA)和碱性蛋白质(鱼精蛋白)，其中DNA 占大约2／3。
（一）酶解法
1. 酶解法制备脱氧核苷酸，参见吴梧桐主编，p330
（一）酶解法
2. 酶解法制备戊糖核苷酸，参见吴梧桐主编，p331
（一）酶解法
3．双酶法生产肌苷酸和 鸟苷酸（I+G）。 呈味核苷酸的主要品种是 肌苷酸钠和鸟苷酸钠，商 品名称为（I+G），用核 酸酶P1降解RNA可获得 GMP和AMP，其中AMP 经脱氨生成IMP。 双酶法生产肌苷酸和鸟苷 酸的工艺流程
胰核酸酶
胰、肠核苷酸酶 核苷酶
核酸类药物概述
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。
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。 治疗：别嘌呤醇
核酸类药物概述
核苷及其衍生物干扰病毒DNA的合成，治疗病毒 疾病。 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 分及衍生物，是天然的代谢激活剂，有助于改善 机体的物质代谢和能量代谢，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。 辅酶A是调节糖、脂肪及蛋白质代谢的重要因子 ，用于治疗动脉硬化、脂肪肝、各种肝炎等。
(1)产氨短杆菌嘌呤核苷酸生物合成途径， 代谢调控和肌苷酸发酵机制。（参见吴梧桐主编，
p333）
（二）发酵法生产核苷酸
（二）发酵法生产核苷酸
对5 ’ -IMP的生物合成来说，关键的酶是PRPP转
酰胺酶，利用产氨短杆菌直接发酵法生产肌苷酸 的关键：
①使用腺嘌呤缺陷型菌株。
②提供亚适量腺嘌呤从而解除了对PRPP转酰胺
O OH
丙氧 鸟 苷
OH 阿糖腺苷
双 脱氧 肌 苷
它们大部分通过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。
珍奥核酸究竟是什么？
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上述治疗作用，保健 品也不应作为药物使用。
酶的活性影响。
③选育Mn 不敏感性变异株
2+
④菌本身的5 ' -核苷酸降解酶活力低
（二）发酵法生产核苷酸
2.发酵法生产黄苷酸（XMP）及酶法转化成鸟苷
酸（GMP）。 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，因此在食品 工业和制药行业中需求量很大。 然而直接发酵生产GMP产量很低， 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。 方法：将核苷悬浮于磷酸三甲酯或磷酸三乙酯中， 在冷却条件下加入氯化氧磷，进行磷酸化。从核 苷生成5‘-核苷酸收率可达90%。
肌苷，悬浮于磷酸三乙酯中 氯化氧磷 0℃ 肌苷酸（IMP）
（一）RNA的提取与制备
1. RNA的工业来源 从微生物中提取RNA，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 RNA占5％-25％，在酵母中占2.7％～15％，在霉菌中占 0.7%~28%, 面包酵母含RNA4.1％～7.2％。 2. 高RNA含量酵母菌体的筛选