核苷酸类物质
核苷酸类物质(精)
1.肌苷生产菌的选育
常用：枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）的腺嘌
呤缺陷型。
原因：
该菌磷酸酯酶活性强，有利于将IMP脱磷酸化 形成肌苷，分泌至胞外，而产氨短杆菌的磷酸酯酶 活性较弱。
因此，对B. subtilis 进行菌种改良，可大量
积累肌苷。
2.培养条件
（1）培养基： 碳源：淀粉水解糖或糖蜜 氮源：要充分（因肌苷含氮量高，20.9％） 无机盐：可溶性磷盐有抑制作用（胞外磷酸化） 生长因子：加适量含腺嘌呤的物质，如酵母膏。
干酵母片研碎，10%Nacl沸水浴浸提30min。 冰盐浴冷却，离心取上清夜。 等电点沉淀。 乙醇洗涤，离心，重复3次。 干燥，称重。
4.核酸酶解
核酸溶液 5 －磷酸二酯酶 5 －单核苷酸混合液
5. 5 －鸟苷酸的分离
离子交换树脂
特点：工艺简单，得率高，副产物也为医药产品。
核酸的降解过程
核酸
核酸酶（磷酸二酯酶）
核苷酸
核苷酸酶（磷酸单酯酶）
核苷
核苷磷酸化酶
磷酸
嘌呤或嘧啶
戊糖-1-磷酸
某些核酸外切酶对RNA、DNA均有作用：
牛脾磷酸二酯酶 3-核苷酸
蛇毒磷酸二酯酶 5-核苷酸
2.磷酸二酯酶的制备
（1）桔青霉（Penicillium citrinum）
毒和抗肿瘤的作用，受到医药界的普遍重视。
（二） 生产方法
1. 发酵法
（1）一步法：直接发酵法
（2）二步法（发酵转化法）
发酵法
核苷 磷酸化
核苷酸
2. 酶解法
酵母 提取 核糖核酸 酶解 核苷酸
二、核苷酸的生物合成途径及其代谢调控
第八章核苷酸代谢
第八章核苷酸代谢本章要点一、核苷酸类物质的生理功用核苷酸类物质在人体内的生理功用主要有：1．作为合成核酸的原料2．作为能量的贮存和供应形式3．参与代谢或生理活动的调节4．参与构成酶的辅酶或辅基5．作为代谢中间物的载体二、嘌呤核苷酸的合成代谢1．从头合成途径：利用一些简单的前体物，如5-磷酸核糖，氨基酸，一碳单位及CO2等，逐步合成嘌呤核苷酸的过程称为从头合成途径。
这一途径主要见于肝脏，其次为小肠和胸腺。
合成过程可分为三个阶段：⑴次黄嘌呤核苷酸的合成⑵腺苷酸及鸟苷酸的合成⑶三磷酸嘌呤核苷的合成2．补救合成途径：又称再利用合成途径。
指利用分解代谢产生的自由嘌呤碱合成嘌呤核苷酸的过程。
这一途径可在大多数组织细胞中进行。
其反应为：A+ PRPP →AMP；G/I + PRPP →GMP/IMP。
3．抗代谢药物对嘌呤核苷酸合成的抑制：能够抑制嘌呤核苷酸合成的一些抗代谢药物，通常是属于嘌呤、氨基酸或叶酸的类似物，主要通过对代谢酶的竞争性抑制作用，来干扰或抑制嘌呤核苷酸的合成，因而具有抗肿瘤治疗作用。
三、嘧啶核苷酸的合成代谢1．从头合成途径：嘧啶核苷酸的主要合成步骤为：⑴尿苷酸的合成⑵胞苷酸的合成：UMP经磷酸化后生成UTP，再在胞苷酸合成酶的催化下，由Gln提供氨基转变为CTP。
⑶脱氧嘧啶核苷酸的合成2．补救合成途径：由分解代谢产生的嘧啶/嘧啶核苷转变为嘧啶核苷酸的过程称为补救合成途径。
以嘧啶核苷的补救合成途径较重要。
3．抗代谢药物对嘧啶核苷酸合成的抑制：能够抑制嘧啶核苷酸合成的抗代谢药物也是一些嘧啶核苷酸的类似物，通过对酶的竞争性抑制而干扰或抑制嘧啶核苷酸的合成。
四、嘌呤核苷酸的分解代谢：嘌呤核苷酸的分解首先是在核苷酸酶的催化下，脱去磷酸生成嘌呤核苷，然后再在核苷酶的催化下分解生成嘌呤碱，最后产生的I和X经黄嘌呤氧化酶催化氧化生成终产物尿酸。
五、嘧啶核苷酸的分解代谢：嘧啶核苷酸可首先在核苷酸酶和核苷磷酸化酶的催化下，除去磷酸和核糖，产生的嘧啶碱可在体内进一步分解代谢。
核苷酸类物质解读
历史
•1960年，日本科学家发现5 -IMP具有强烈鲜味。
•60年代后期，日本成为用发酵法生产核苷酸类物质
的最大生产国。 •市场上的“强力味精”、“加鲜味精”是在普通的 味精中加少量肌苷酸钠组成。 •70年代以后，核酸类物质及其衍生物以其具有抗病 毒和抗肿瘤的作用，受到医药界的普遍重视。
（二） 生产方法
（guanylic acid）（inosinic acid） （xanthylic acid）
碱基
5 -GMP 鸟嘌呤
>
5 -IMP 次黄嘌呤
>
5 -XMP 黄嘌呤
AMP
GMP
鲜味剂的协同效应
当核苷酸与氨基酸类物质混合使用时， 鲜味不是简单的叠加，而是成倍地提高。
增效：甜味、肉味
消除：咸、酸、苦味、腥味、焦味
离子交换法
除菌体
（过滤、离心） 加乙醇沉淀 精制（结晶）
除对硝基酚
柱层析 活性炭吸附 肌苷酸
粗制品
四、鸟苷酸的生产
•鸟苷酸由鸟嘌呤、核糖和磷酸三部分组成。 •1960年，日本科学家发现5‘－鸟苷酸钠具有强烈的 鲜味。1961年又证实了香味极浓的著名菇类－香菇含 有大量的鸟苷酸，从此开始研究GMP的生产方法。
第二节
一、概况
核酸与核苷酸发酵
核酸由众多的单体核苷酸通过3 ,5 －磷
酸二酯键聚合而成。
核苷酸由碱基、核糖、磷酸组成。
脱去磷酸后的碱基称为核苷。
（一）呈味核苷酸
核苷酸类中的肌苷酸（IMP）、鸟苷酸（GMP）、 黄苷酸（XMP）呈强鲜味。如：肌苷酸钠比味精鲜40倍， 鸟苷酸钠比味精鲜160倍。 5 －鸟苷酸 5 －肌苷酸 5 －黄苷酸
调味品中呈味核苷酸的研究进展和我国标准化现状
调味品中呈味核苷酸的研究进展和我国标准化现状调味品是我们日常生活中不可或缺的食品，它能为食物增添风味，提升口感，使我们的餐桌更加丰富多样。
而调味品中的味道主要来自于呈味核苷酸，它们对于食物的味觉刺激具有重要作用。
本文将探讨调味品中呈味核苷酸的研究进展以及我国标准化现状。
一、呈味核苷酸的定义与作用呈味核苷酸是一类能够增强或改善食物味道的物质。
它们主要包括肌苷酸和鸟苷酸，这两种核苷酸在食物中被释放后，能够与味蕾上的味觉受体结合，产生鲜味和咸味的感觉。
呈味核苷酸不仅能够独立地提升食物的味道，还能够与其他味道物质相互作用，增强整体味觉感受。
二、呈味核苷酸的研究进展近年来，对呈味核苷酸的研究取得了一系列的突破进展。
科学家们通过对呈味核苷酸的提取、纯化和分离等方法，成功地揭示了其在食物中的分布和生成机制。
研究表明，呈味核苷酸主要存在于海产品、肉类和骨髓等食材中，并且在烹饪过程中会产生。
此外，科学家们还深入研究了呈味核苷酸与其他调味成分之间的相互作用。
他们发现，呈味核苷酸与谷氨酸、鸟味酸等氨基酸类物质能够相互协同作用，增强食物的鲜味和咸味。
这些研究为调味品的开发提供了理论基础。
三、我国调味品标准化现状目前，我国对调味品的标准化工作已经取得了一定的成果。
国家食品安全标准委员会制定了一系列有关调味品的标准，包括呈味核苷酸的检测方法、限量要求等。
这些标准在保障食品安全和促进行业健康发展方面发挥了积极的作用。
然而，我们也要清醒地认识到，我国调味品标准化工作存在一些不足之处。
首先，目前的标准主要关注于调味品中有害物质的限量要求，而对呈味核苷酸的监控还不够全面。
其次，标准的更新和修订速度较慢，无法及时适应市场的需求变化。
此外，标准的执行和监督也存在一定的问题，导致市场上一些劣质产品仍然存在。
四、完善我国调味品标准化的建议为了进一步完善我国调味品标准化工作，促进行业的健康发展，我们应该采取以下几点措施。
首先，加强对呈味核苷酸的相关研究，深入了解其在食物中的分布和生成机制，为标准的修订提供科学依据。
【生物知识点】核苷酸的主要功能
【生物知识点】核苷酸的主要功能核苷酸，一类由嘌呤碱或嘧啶碱、核糖或脱氧核糖以及磷酸三种物质组成的化合物。
核苷酸类化合物具有重要的生物学功能，核苷酸对于许多基本的生物学过程有一定的调节作用。
核苷酸类化合物具有重要的生物学功能，它们参与了生物体内几乎所有的生物化学反应过程。
现概括为以下五个方面：①核苷酸是合成生物大分子核糖核酸(RNA)及脱氧核糖核酸(DNA)的前身物，RNA中主要有四种类型的核苷酸：AMP、GMP、CMP和UMP，这四种类型的核苷酸从头合成前身物是磷酸核糖、氨基酸、一碳单位及二氧化碳等简单物质。
DNA中主要有四种类型脱氧核苷酸：dAMP、dGMP、dCMP和dTMP，它们是由各自相应的核碳核苷酸在二磷酸水平上还原而成的。
②三磷酸腺苷(ATP)在细胞能量代谢上起着极其重要的作用。
物质在氧化时产生的能量一ATP分子的高能磷酸键中。
ATP分子分解放能的反应可以与各种需要能量做功的生物学反应互相配合，发挥各种生理功能，如物质的合成代谢、肌肉的收缩、吸收及分泌、体温维持以及生物电活动等。
因此可以认为ATP是能量代谢转化的中心。
③ATP还可将高能磷酸键转移给UDP、CDP及GDP生成UTP、CTP及GTP。
它们在有些合成代谢中也是能量的直接来源。
而且在某些合成反应中，有些核苷酸衍生物还是活化的中间代谢物。
例如，UTP参与糖原合成作用以供给能量，并且UDP还有携带转运葡萄糖的作用。
④腺苷酸还是几种重要辅酶，如辅酶Ⅰ(烟酰胺腺嘌呤二核苷酸，(NAD+)、辅酶Ⅱ(磷酸烟酰胺腺嘌呤二核苷酸，NADP+)、黄素腺嘌呤二核苷酸(FAD)及辅酶A(CoA)的组成成分。
NAD+及FAD是生物氧化体系的重要组成成分，在传递氢原子或电子中有着重要作用。
CoA作为有些酶的辅酶成分，参与糖有氧氧化及脂肪酸氧化作用。
⑤核苷酸对于许多基本的生物学过程有一定的调节作用。
一切生物体的基本成分，对生物的生长、发育、繁殖和遗传都起着主宰作用。
核苷酸的抗代谢物
核苷酸的抗代谢物
核苷酸抗代谢物是一类具有抗代谢作用的生物分子，能够在生物体内干扰核苷酸的正常代谢过程。
核苷酸是生物体内非常重要的化学物质，它们是核酸（DNA和RNA）的基本组成单位，同时还在能量代谢、信号传导等多种生物过程中发挥作用。
核苷酸抗代谢物通过对核苷酸代谢的干扰，可以影响生物体的生长、发育、免疫等多种生理功能。
核苷酸抗代谢物可分为以下几类：
1.核苷酸类似物：这类抗代谢物结构与核苷酸相似，可以与核酸酶结合，抑制酶的活性，从而影响核苷酸的代谢。
例如，氟尿嘧啶（5-FU）是一种广泛应用于抗肿瘤的核苷酸类似物。
2.核苷酸酸碱基类似物：这类抗代谢物通过替换核酸中的酸碱基，干扰核酸的合成与功能。
如阿糖胞苷（Ara-C）在抗病毒和抗肿瘤治疗中发挥作用。
3.核苷酸合成抑制剂：这类抗代谢物作用于核苷酸合成的关键酶，阻止核苷酸的生物合成。
如抗代谢药物甲氨蝶呤（MTX）可用于治疗痛风、风湿性关节炎等疾病。
核苷酸抗代谢物在生物体内的代谢途径主要包括：
1.酶催化降解：核苷酸抗代谢物在体内通过酶催化作用被降解为小分子物质，进而排出体外。
2.核苷酸酸碱基切除修复：生物体通过对受损核酸进行修复，使核苷酸抗代谢物失活。
3.转运蛋白介导排出：部分核苷酸抗代谢物可通过转运蛋白从细胞内排
出，减少其对生物体的毒性。
核苷酸抗代谢物在医学、生物化学等领域具有广泛的研究与应用前景。
抗代谢药物在治疗肿瘤、病毒感染、风湿性疾病等方面取得了显著的疗效。
此外，核苷酸抗代谢物还可用作生物传感器、基因诊断和治疗等。
13 4核酸类药物
枯草芽孢杆菌嘌呤核苷酸合成途径
（Ⅰ）
（II）
黄嘌呤缺陷型
鸟腺嘌呤缺陷型 （经诱变缺失46
号或号7酶号）酶）
SAMP
6
3
（一） IMP （一）
XMP
7
8
5
AMP
GMP
AICAR
当培养基中提供限量腺嘌呤时
2 SAICAR
Ⅰ 积累IMP 肌苷
Ⅰ＋Ⅱ 积累IMP 肌苷
PRA
Ⅲ 积累XMP 黄苷
（一） （一） 1
选育Mn2+不敏感的变异株
2．发酵法生产黄苷及酶法转化成GMP
直接发酵生产GMP必须满足以下条件： • 解除GMP的抑制（与GMP积累相矛盾） • 让GMP渗出胞外，并不被分解（可以做到） • 阻断GMP－GTP合成（与菌体生产抵触）
所以只能先合成XMP，后转化为GMP。
方法：选育丧失GMP合成酶的GMP缺陷型菌株就可能积累大
可以从自然界筛选到RNA含量高的酵母菌株，也可以 用诱变育种的方法提高酵母菌的RNA含量。
1、工业用RNA的提取
1％NaOH裂
稀
酵母等 解胞壁
HCL中和
加热破坏酶
溶液
碱
调pH2-2.5
法 冷却到10OC 离心 RNA溶液（接近RNApl） 离心 RNA沉淀
浓
10％NaCL
酵母等
离心
调pH2-2.5
苷酸的原理和方法.
素强化其活性） • 增加细胞通透性（在Mn2＋过量的培养基中需添加表面活
性剂改变通透性） • 供给NH4+维持培养基PH7.5－8.0
（三）半合成法制备核苷酸
发酵法生产核苷酸成本低，产率高，工业 生产的呈味核苷酸一半左右是由发酵法生产核苷 后经提取精制后，直接在5’－羟基上磷酸化
核酸
答案：B
4.
5.
6.
实验：观察DNA和RNA在细胞中的分布
1.DNA主要分布在细胞核内, 1.原理 RNA大部分存在细胞质中。 2.甲基绿使DNA呈绿色; 吡罗红使RNA呈红色。
3.盐酸能改变细胞膜的通透性, 加速染色剂进入细胞,同时使 染色体中的DNA与蛋白质分离。
动、植物细胞（如：人的口腔上皮细胞、 2.材料： 洋葱表皮细胞）。
3.试剂： 质量分数为0.9%的NaCl溶液，质量分 数为8%的盐酸，吡罗红甲基绿染色剂， 蒸馏水。
大烧杯、小烧杯、温度计、滴管、消毒 4.用具：牙签、载玻片、盖玻片、铁架台、石棉 网、火柴、酒精灯、吸水纸、显微镜。
5.方法和步骤
1）取口腔 上皮细 胞制片
滴一滴0.9%Nacl于载玻片
消毒牙签刮内壁，碎屑端在载玻片液滴中在涂抹几下
功
能
遗传物质，携带遗传信息，作为遗传物质(如某些病毒)，传递 控制遗传、变异和蛋白质 遗传信息(mRNA)，组成核糖体 (rRNA)，运输氨基酸(tRNA)，催化 合成 作用(某些酶)
DNA 合成过程 合成场所 初步水解 DNA复制
RNA 转录
主要分布于细胞核中，其次是线粒体、 叶绿体中以及拟核与质粒中 四种脱氧核苷酸 磷酸、脱氧核糖和 ATCG四种含氮碱基
肌纤蛋白等
主要
①遗传信息的储存、复
功能
功能物质：①运输；② 制与传递 催化；③免疫；④调节 ②调控蛋白质合成 能源物质：可以被氧化 ③遗传信息的变异，提 放能，产物有尿素、CO2 供进化原材料
和H2O等
蛋白质
脱氧核糖核酸(DNA)
相互 关系 ②DNA复制、转录、翻译过程要有酶的参与，蛋白 质(酶)影响核酸的代谢 ③DNA的多样性→蛋白质多样性→生物多样性
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
（2）直接发酵法产酸率不高，因GMP是嘌呤核苷酸生物 合成的终产物，使鸟苷酸的自身合成受阻。 （3）鸟苷的溶解度低，容易析出，相对减弱了反馈调 节的强度，使积累鸟苷成为可能。
2.鸟苷生产菌的选育（鸟苷高产菌株应具备的条件）
苷酸的通路。
嘌呤核苷酸：直接生成次黄嘌呤核苷酸（IMP）,然后转 变为其它嘌呤核苷酸。
葡萄糖 HMP
5‘－磷酸核糖
磷酸核糖焦磷酸（PRPP）
PRPP转酰胺酶 5 -IMP
AMP
SAMP
XMP
GMP
由IMP合成AMP及GMP
①腺苷酸代琥珀酸合成酶 ③IMP脱氢酶 ②腺苷酸代琥珀酸裂解酶 ④GMP合成酶
AMP-S
离子交换法
除菌体
（过滤、离心） 性炭吸附 肌苷酸
粗制品
四、鸟苷酸的生产
•鸟苷酸由鸟嘌呤、核糖和磷酸三部分组成。 •1960年，日本科学家发现5‘－鸟苷酸钠具有强烈的 鲜味。1961年又证实了香味极浓的著名菇类－香菇含 有大量的鸟苷酸，从此开始研究GMP的生产方法。
核酸
核酸酶（磷酸二酯酶）
核苷酸
核苷酸酶（磷酸单酯酶）
核苷
核苷磷酸化酶
磷酸
嘌呤或嘧啶
戊糖-1-磷酸
某些核酸外切酶对RNA、DNA均有作用：
牛脾磷酸二酯酶 3-核苷酸
蛇毒磷酸二酯酶 5-核苷酸
2.磷酸二酯酶的制备
（1）桔青霉（Penicillium citrinum） 可用固体发酵（制曲、浸泡、抽提） （2）金色链霉菌（Streptomyces aureus） 液体深层发酵，该菌不仅含有5 －磷酸二酯酶，同 时含有脱氨酶，使其中的5 －AMP脱氨后生成5 -IMP。 因此，使用该菌产生助鲜剂时，由于含有两种酶， 可同时得到IMP和GMP。
历史
•1960年，日本科学家发现5 -IMP具有强烈鲜味。
•60年代后期，日本成为用发酵法生产核苷酸类物质
的最大生产国。 •市场上的“强力味精”、“加鲜味精”是在普通的 味精中加少量肌苷酸钠组成。 •70年代以后，核酸类物质及其衍生物以其具有抗病 毒和抗肿瘤的作用，受到医药界的普遍重视。
（二） 生产方法
（1）丧失腺苷酸琥珀酸合成酶活性，即切断肌苷酸到腺
（2）鸟苷分解酶的活性微弱。
（3）解除鸟苷酸的反馈抑制与阻遏。
（4）由肌苷酸脱氢酶、鸟苷酸合成酶催化的反应，比核 苷酸酶催化的反应优先进行，从而抑制肌苷的产生。 按上述要求，利用枯草芽孢杆菌腺嘌呤缺陷型加以诱 变获得。
3.鸟苷发酵条件 （1）培养基 碳源：葡萄糖或麦芽糖 氮源：硫酸铵（氯化铵、大豆蛋白水 解液）、流加氨水 无机盐：磷、镁、铁、锰 嘌呤前体物：L-谷氨酸钠 营养缺陷型菌株的营养物质
CO2对肌苷生成的抑制。
（3）肌苷的提取
先过阳离子交换柱，再过活性炭柱（吸附），结晶。
3.肌苷的磷酸化
（1）酶法：
酶：核苷磷酸化酶（三叶草假单胞菌）
磷酸的供体：对硝基苯磷酸
难点：除5 －磷酸化产物外，还有3 -、2 -位异
构体，收率85％。
（2）化学法：用不同的磷酸化试剂。
4.肌苷酸的提取
IMP的阻遏如何解决？
（2）改变核苷酸对细胞膜的渗透性
核苷或碱基容易透过细胞膜，而核苷酸难于透过 细胞膜。 日本科学家发现，Mn2+对于产氨短杆菌核苷酸的 膜透性起着关键作用， Mn2+限量的情况下，菌体产生 膨胀异常现象，细胞膜允许IMP渗透到胞外，积累IMP。
Mn2+限量与生物素亚适量结果相同，但机制不同。 Mn2+亚适量：培养后期，细胞形态异常（伸长、膨胀、 不规则） 生物素亚适量：为乙酰CoA羧化酶的辅基，影响脂肪酸 生物合成，间接影响细胞膜磷脂合成，从而影响细胞膜 透性。
AMP ADP
ATP
IMP
XMP
GMP GDP GTP
2个长反馈
2个短反馈
AMPS IMP XMP
AMP
ADP
ATP
ATP
GMP
GDP
GTP
2.补救合成途径（salvage synthesis）
微生物从培养基中取得完整的嘌呤、戊糖、 磷酸，直接合成单核苷酸。 当全生物合成途径受阻时，微生物可通过
鸟苷酸的生产方法：
（1）由酵母细胞提取出核酸，再以酶法降解； （2）直接发酵法生产鸟苷酸； （3）以化学法磷酸化发酵生产的鸟苷； （4）双菌混合发酵法。利用5 一黄苷酸或黄苷酸 生产菌与能将黄苷酸或黄苷转化为鸟苷酸的菌株 混合培养。
（一）二步法 （常用）
1.选用二步法的原因：
（1）GMP的细胞膜透性很差（限Mn2+）
（guanylic acid）（inosinic acid） （xanthylic acid）
碱基
5 -GMP 鸟嘌呤
>
5 -IMP 次黄嘌呤
>
5 -XMP 黄嘌呤
AMP
GMP
鲜味剂的协同效应
当核苷酸与氨基酸类物质混合使用时， 鲜味不是简单的叠加，而是成倍地提高。
增效：甜味、肉味
消除：咸、酸、苦味、腥味、焦味
1. 发酵法 （1）一步法：直接发酵法 （2）二步法（发酵转化法）
发酵法
2. 酶解法 酵母
提取
核苷
磷酸化
核苷酸
核糖核酸
酶解
核苷酸
二、核苷酸的生物合成途径及其代谢调控
（一） 生物合成途径
从头合成途径： 利用氨基酸等作为原料合成。
补救合成途径：利用体内游离的碱基或核苷合成。
1.从头合成途径（denovo synthesis） 由氨基酸、磷酸戊糖、CO2和NH3合成核苷酸。
3.核酸提取
（1）鲜酵母制备 （2）提取核酸（RNA）
干酵母片研碎，10%Nacl沸水浴浸提30min。 冰盐浴冷却，离心取上清夜。 等电点沉淀。 乙醇洗涤，离心，重复3次。 干燥，称重。
4.核酸酶解
核酸溶液
5 －磷酸二酯酶
5 －单核苷酸混合液
5. 5 －鸟苷酸的分离
腺嘌呤+1-磷酸核糖
腺苷+ATP
核苷磷酸化酶
腺苷+Pi
腺苷激酶
腺苷酸+ADP
三、肌苷酸的生产
（一）一步法
1.肌苷酸生产菌选育
（1）解除微生物自身的反馈调节
a.解除AMP、GMP对PRPP转酰胺酶的反馈抑制。
b.切断5 -IMP继续代谢生成GMP和AMP的途径。
因此，选择可能产生核苷酸的产氨短杆菌 （Brevibacterium ammoniagene）为出发菌株， 诱变为腺嘌呤缺陷型突变株，再诱变为鸟嘌呤 缺陷型突变株。
第二节 核酸与核苷酸发酵
一、概况
核酸由众多的单体核苷酸通过3 ,5 －磷
酸二酯键聚合而成。
核苷酸由碱基、核糖、磷酸组成。
脱去磷酸后的碱基称为核苷。
（一）呈味核苷酸
核苷酸类中的肌苷酸（IMP）、鸟苷酸（GMP）、 黄苷酸（XMP）呈强鲜味。如：肌苷酸钠比味精鲜40倍， 鸟苷酸钠比味精鲜160倍。 5 －鸟苷酸 5 －肌苷酸 5 －黄苷酸
离子交换树脂
此途径合成核苷酸。
有两条合成途径：
（1）嘌呤碱与PRPP直接合成嘌呤核苷酸
次黄嘌呤
次黄嘌呤核苷酸
(HGPRT)
90% 嘌呤碱 鸟嘌呤
腺嘌呤
次黄嘌呤-鸟嘌呤 PRPP 磷酸核糖转移酶
PPi
HGPRT活性高
鸟嘌呤核苷酸
腺嘌呤磷酸核糖转移酶
（APRT）
腺嘌呤核苷酸
APRT活性低
（2）腺嘌呤与1-磷酸核糖生成腺苷, 再生成腺嘌 呤核苷酸。
因此，对B. subtilis 进行菌种改良，可大量
积累肌苷。
2.培养条件
（1）培养基：
碳源：淀粉水解糖或糖蜜
氮源：要充分（因肌苷含氮量高，20.9％） 无机盐：可溶性磷盐有抑制作用（胞外磷酸化） 生长因子：加适量含腺嘌呤的物质，如酵母膏。
腺嘌呤的最适浓度： 不影响菌体生长 使肌苷大量积累
（2）发酵条件 通气搅拌：供氧充足，促进肌苷生成，并可减少
AMP
Gln
IMP
XMP
AMP
激酶 ATP ADP
GMP
激酶 ATP ADP
ADP
ATP
GMP
激酶 ATP ADP
GDP
激酶
GTP
ATP ADP
IMP合成途径的代谢调控
主要通过产物的负反馈调节 调节包括: 2个长反馈和2个短反馈
PRPP R-5-P 合成酶 ATP
酰胺 转移酶 PRPP PRA
AMPS
（二）二步法（肌苷酸生产主要方法）
发酵法 原因： •IMP对细胞膜的透性很差。 •微生物中普遍存在使IMP脱磷酸化的酶类。 肌苷 磷酸化 肌苷酸
1.肌苷生产菌的选育
常用：枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）的腺嘌
呤缺陷型。
原因：
该菌磷酸酯酶活性强，有利于将IMP脱磷酸化 形成肌苷，分泌至胞外，而产氨短杆菌的磷酸酯酶 活性较弱。
2.培养条件
（1）因所用菌株为腺嘌呤缺陷型，所以添加适量腺嘌
呤（加0.5%酵母膏或酵母水解液）。
（2）Mn2+亚适量 工业原料和工业用水含较多的Mn2+，难于控制Mn2+ 亚适量,有两条途径： a.筛选对Mn2+不敏感的突变株 b.加抗生素或表面活性剂以解除过量Mn2+的影响。 （3）添加较高浓度的磷盐。
术关键是筛选到产生5 －磷酸二酯酶（核酸 外切酶）的菌株。
1.原理