核酸与核苷类药物概述及合成工艺

第二节 一些药物的制备工艺及原理
一、RNA的提取与制备
工业用RNA的提取
（1）RNA及其工业来源：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，如酵母、白地 霉 、 多 种 抗 菌 素 的 菌 丝 体 —— 青 霉 素 ， 制 霉 菌素等菌体。
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％。
核酸类物质药物一般可分为两大类：
一类具天然结构的核酸类物质，
另一类是自然结构碱基、核苷、核苷酸的结 构类似物或聚合物。
前者是生物体合成原料或蛋白质、脂肪、糖生物合成
与降解以及能量代谢的辅酶，这一类药物有助于改善机体 的物质代谢和能量平衡，加速受损组织的修复，促使缺氧 组织恢复正常生理机能，临床上已广泛使用于放射病、血 小板减少症、白细胞减少症、急慢性肝炎、心血管疾病、 肌肉萎缩等病症的治疗，包括肌苷、辅酶A、GTP、CTP、 UTP、ATP、腺苷、辅酶I、辅酶Ⅱ等，多数是生物体自 身能够合成的物质，具有一定临床功能，毒副作用小，基
第一节 概述
一、核酸与核苷类药物
核酸与核苷类药物是指具有药用价值的核酸、核 苷酸、核苷或者碱基
天然的、类似物、衍生物及其聚合物 作用：
影响生物的蛋白质合成和脂肪、糖类的代谢 恢复正常代谢或干扰某些异常代谢
• 用途：放射病、血小板减少症、白细胞减少症、 急慢性肝炎、心血管疾病和肌肉萎缩、肿瘤、病 毒病
要避免分子降解，可采用苯酚法制备RNA。用苯酚处理生 物材料，使蛋白质变性，然后离心，上层水溶液内含有全部 RNA，可用乙 醇 沉 淀出来。脱氧核糖核蛋白 溶于浓盐溶液 1mol/L,不溶于0.14mol/L,而核糖核蛋白溶于0.14mol/L盐溶 液。
（3）RNA的提取实例：
啤酒酵母是提取RNA的很好的资源。取100g压榨啤酒 酵母（含水份70%），加入230ml含NaOH 3g的水，20℃以 下缓慢搅拌30分钟。用6mol／L HCl调至pH7，搅拌15分钟， 离心得清液255m1。冷至10℃以下，6mol／L HCl调pH2.5， 置冷过夜，离心得RNA l.8g（纯度80％）。
在菌体内RNA含量的变化受培养基组成影响，其中关键是 铵离子浓度和磷酸盐浓度。培养酵母菌体收率高，易于提取 RNA。
很显然在许多酵母中，早期细胞中的RNA含量高，其确切 数值取决于碳、氮比例和培养基组成等。
（2）高RNA含量酵母菌株的筛选
可以从自然界筛选到RNA含量高的酵母菌株，也可用诱变 育种的方法提高酵母菌的RNA含量。
生物活性DNA的制备
[提取]
[洗涤3次]
5%SDS
动物内脏
沉淀
沉淀
上层液
（肝、脾）生理盐水
生理盐水
[再捣碎]
离心、30min
[沉淀]
[洗涤、干燥]
[提取]
纤维状DNA
粗品DNA
上清液
95%乙醇
冷乙醇、丙酮
水、5%SDS 离心
[沉淀]
[洗涤、干燥]
DNA沉淀
活性DNA本都可经微生物发或从生物资源中提取。 后一类药物是治疗病毒感染性疾病、肿瘤的 重要手段，也是产生干扰素、免疫抑制的临 床药物。
正式用于临床的抗病毒核苷类药物有三氮唑 核苷、叠氮胸苷、阿糖腺苷等。
二、核酸与核苷的一般理化性质
核酸
核苷酸
（DNA、RNA）
核苷 磷酸
核糖（核糖 脱氧核糖） 嘌呤（腺嘌呤、鸟嘌呤）
工业用DNA的提取
[提取]
鱼精
[热变性]
[沉淀]乙醇
提取液
纤维状DNA
水、100℃ 冷却、离心
70%--80% （无生物活性）
15min 干燥
粗品DNA（热变性后无活性）
具有生物活性DNA的制备
动物内脏（肝、脾、胸腺）加4倍重量生理盐水经组织捣 碎机捣碎1分钟，匀浆于2500r／pm离心30分钟，沉淀用同样体 积的生理盐水洗涤3次，每次洗后离心，将沉淀悬浮于20倍重 量的冷生理盐水中，再捣碎3分钟，加入2倍量5％的（用45%乙 醇作溶剂）十二烷基磺酸钠，并搅拌2～3小时，在0℃2500r／ pm离心，在上层液中加入等体积的冷95％乙醇，离心即可得到 纤维状DNA，再用冷乙醇和丙酮洗涤，减压低温干燥得粗品DNA。 粗品DNA溶于适量蒸馏水，加入5％十二烷基磺酸钠达1／10体 积，搅拌1小时，经5000r／pm离心1小时，清液中加入NaCl达 1mol／L，再缓慢加入冷95%乙醇，DNA析出，经乙醇、丙酮洗 涤，真空干燥得具有生物活性的DNA（活性DNA制备需在0～3℃ 操作）。
稀碱法：是用氢氧化钠溶液（1%），使细胞壁变性，使核 酸从细胞内释放出来。需用酸中和PH7。然后除去菌体，将pH 调至RNA的等电点（pH2.5），使RNA沉淀出来。上法的缺点是 制得的RNA Mr较低,(磷酸单脂酶、磷酸二脂酶降解RNA，90 ℃保持3－4h破坏酶)。
浓盐法：是用高浓度盐溶液（6%－8%）处理，同时加热， 以改变细胞壁的通透性，使核酸从细胞内释放出来。
碱基 嘧啶（胞、尿、胸腺嘧啶）
DNA和RNA是存在于细胞中的正常成分。 DNA主要存在于细胞核中，少量（2%）存在于线粒体和叶绿体中； RNA主要存在于细胞质中，少量（10%）存在于核仁、核浆和染色体中。
核酸的含量与细胞大小无关，以生长旺盛的组织细胞中含量较多，如 动物胰脏、脾脏、胸腺，植物的茎尖、根尖及各种分生组织等。
RNA提取实例：
[提取]
[中和] HCl
[酸化、沉淀]HCl
酵母
提取液
上清液
RNA
NaOH、水
pH 7、离心
pH 2.5、离心
二、DNA的提取与制备
工业用DNA的提取
取新鲜冷冻鱼精20kg，用绞肉机粉碎2次成浆状，加入等 体积水，搅拌均匀，倾入反应锅内，缓慢搅拌，升温至100℃， 保温15分钟，迅速冷却至20～25℃，离心除去鱼精蛋白等沉淀 物，获得35L含热变性DNA的溶液，经精确测定DNA含量后直接 可用于酶法降解生产脱氧核苷酸。如要制成固体状DNA，在热 变性DNA溶液中逐渐加入等体积95％乙醇，离心可获得纤维状 DNA，沉淀用乙醇、丙酮洗涤，减压低温干燥得DNA粗品，产品 含热变性DNA50％～60％。