第十四章 核酸类药物第一节第一节 核酸类物质的分离提取及其发酵生产核酸类物质的分离提取及其发酵生产一、一、RNARNA与与DNADNA的提取与制备的提取与制备（一（一） RNARNA的提取与制备的提取与制备1.1.工业用工业用RNARNA的提取的提取（1 1）RNARNA及其工业来源及其工业来源 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。是工业上最实际和有效的方法。通常在细菌中通常在细菌中RNARNA占占5 5-25-25，在酵母中占，在酵母中占2.72.71515，在霉菌中占在霉菌中占0.7%28%, 0.7%28%, 面包酵母含面包酵母含RNA4.1RNA4.17.27.2。 培养酵母菌体收率高，易于提取培养酵母菌体收率高，易于提取RNARNA，在工业上主要在工业上主要由由RNARNA生产生产5 5核苷酸。核苷酸。（2 2）高）高RNARNA含量酵母菌株的筛选含量酵母菌株的筛选可以从自然界筛选到可以从自然界筛选到RNARNA含量高的酵母菌株，也可以用诱含量高的酵母菌株，也可以用诱变育种的方法提高酵母菌的变育种的方法提高酵母菌的RNARNA含量。含量。糖蜜水糖蜜配料液水解水解液中和中和沉淀过滤清糖水种子揺瓶发酵种子培养物种子发酵种子发酵培养物连续发酵发酵液收集菌体酵母菌体酵母浆保温抽提 配料抽提液分离抽提清液酸化酸化液过滤RNA洗涤干燥RNA干粉磨粉包装成品水洗涤发酵法生产高含量RNA酵母及其RNA提取工艺流程（3 3）用工业废水培养高含量）用工业废水培养高含量RNARNA酵母酵母 减少环境污染，降低粮食消耗减少环境污染，降低粮食消耗（4 4）RNARNA的提取实例的提取实例啤酒酵母是提取啤酒酵母是提取RNARNA的很好的资源。的很好的资源。取取100g100g压榨啤酒酵母（含水压榨啤酒酵母（含水7070 ），加入），加入230ml230ml含含NaOHNaOH 3g3g的水，的水，2020以下搅拌以下搅拌30min30min。用。用6mol/L 6mol/L HClHCl调至调至pH7pH7，搅拌搅拌1515分钟，离心得上清液分钟，离心得上清液255ml255ml。冷至冷至1010以下，以下，6mol/L 6mol/L HClHCl调调pH2.5pH2.5，置冷过夜，离心等置冷过夜，离心等RNA1.8gRNA1.8g（纯纯度度8080）。）。（二（二） DNADNA的提取与制备的提取与制备1.1.工业用工业用DNADNA的提取的提取取新鲜冷冻鱼精取新鲜冷冻鱼精20kg20kg，用绞肉机粉碎用绞肉机粉碎2 2次成浆，加入等体次成浆，加入等体积水，搅拌均匀，倾入反应锅内，缓慢搅拌，升温至积水，搅拌均匀，倾入反应锅内，缓慢搅拌，升温至100 100 ，保温，保温1515分钟，迅速冷却至分钟，迅速冷却至202025 25 ，离心去，离心去除鱼精蛋白等沉淀物，共获得除鱼精蛋白等沉淀物，共获得35L35L含热变性含热变性DNADNA溶液。溶液。加乙醇沉淀，可得到固体加乙醇沉淀，可得到固体DNADNA产品。产品。2.2.具有生物活性具有生物活性DNADNA的制备的制备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1 1分钟，匀分钟，匀浆于浆于2500rpm2500rpm离心离心3030分钟，沉淀用同样体积的生理盐分钟，沉淀用同样体积的生理盐水洗涤水洗涤3 3次，每次洗涤后离心，将沉淀悬浮于次，每次洗涤后离心，将沉淀悬浮于2020倍量的倍量的冷生理盐水中，再捣碎冷生理盐水中，再捣碎3 3分钟，加入分钟，加入2 2倍量倍量5 5十二烷基十二烷基磺酸钠，并搅拌磺酸钠，并搅拌2 23 3小时，在小时，在0 0 2500rpm2500rpm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DNADNA，再用冷乙醇和丙酮洗涤，减压低温干燥得粗品再用冷乙醇和丙酮洗涤，减压低温干燥得粗品DNADNA。二、用酶解法、发酵法和半合成法制备核苷酸二、用酶解法、发酵法和半合成法制备核苷酸（一）酶解法及碱水解法制备核苷酸（一）酶解法及碱水解法制备核苷酸1.1.酶解法制备脱氧核苷酸酶解法制备脱氧核苷酸桔青霉或熄曲霉液体培养2天发酵液压滤除菌体酶液酶解液鱼精绞肉机粉碎鱼精匀浆热变性 冷却，过滤DNA溶液加热使酶失活，调pH9.0置冷过夜，过滤DNA降解液吸附于氯型阴离子交换树脂分步洗脱脱氧胞苷酸dCMP脱氧腺苷dAMP脱氧胸苷酸dTMP脱氧鸟苷酸dGMP混合，调pH保温2.2.酶解法制备戊糖核苷酸酶解法制备戊糖核苷酸桔青霉M843培养产生核酸酶P1酵母提取RNARNA降解成5核苷酸阳离子树脂分离无离子水洗涤UMP浑浊液除盐等杂质UMPUMP稀溶液UMP干粉GMP，CMP混和液GMP浓溶液GMP干粉CMP稀溶液GMP浓溶液GMP干粉AMP稀溶液AMP浓溶液AMP干粉流出液pH1.5CMP溶液2.03.53.54.03.54.5碳柱吸附，解析阴离子树脂乙醇沉淀阴离子树脂阴离子树脂乙醇沉淀乙醇沉淀乙醇沉淀减压浓缩3.3.双酶法生产肌苷酸和鸟苷酸（双酶法生产肌苷酸和鸟苷酸（I IG G） 呈味核苷酸呈味核苷酸桔青霉M843培养产生核酸酶P1曲霉M1197培养产生AMP脱氨霉RNA降解，AMP脱氨RNA溶解，调pH升温阳树脂分离（IG）减压浓缩乙醇结晶干燥产品（IG）4.4.菌体自溶法生产核苷酸菌体自溶法生产核苷酸谷氨酸发酵液离心湿菌体自溶pH10菌体自溶液除盐无盐提取液离心清液pH3.5阴阳离子交换树脂单核苷酸纯化液浓缩浓缩液结晶结晶单核苷酸5.5.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 RNARNA中的磷酸二酯键对碱性条件不稳定的特性，很中的磷酸二酯键对碱性条件不稳定的特性，很容易生成容易生成2 2，3 3环状磷酸酯，水解生成环状磷酸酯，水解生成2 2，3 3核苷酸。核苷酸。 取取RNARNA配成配成3 33.53.5的水溶液，加氢氧化钠达的水溶液，加氢氧化钠达0.3mol/L0.3mol/L浓度，升温浓度，升温38C38C，保温保温16-2016-20小时，用小时，用6mol/L6mol/L盐酸中和至盐酸中和至pH7.0pH7.0，从，从RNARNA水解成水解成2 2，3 3核苷酸降核苷酸降解率达解率达9595以上。以上。（二）发酵法生产核苷酸（二）发酵法生产核苷酸1.1.发酵法生产肌苷酸（发酵法生产肌苷酸（IMPIMP）肌苷酸钠是一种高效增鲜剂，在谷氨酸钠中添加肌苷酸钠是一种高效增鲜剂，在谷氨酸钠中添加2 2，鲜，鲜度可以增加度可以增加3 3倍。倍。2.2.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（三）半合成法制备核苷酸（三）半合成法制备核苷酸三、核苷的制备三、核苷的制备（一）（一）RNARNA化学水解法制备核苷化学水解法制备核苷（二）发酵法生产核苷（二）发酵法生产核苷1.1.发酵法生产肌苷发酵法生产肌苷2.2.发酵法生产鸟苷和黄苷发酵法生产鸟苷和黄苷3.3.发酵法生产腺苷发酵法生产腺苷第二节第二节 核酸类药物核酸类药物核酸类药物可分为两类：一类为具有天然结构的核酸类核酸类药物可分为两类：一类为具有天然结构的核酸类物质，有助于改善机体的物质代谢和能量平衡，加速物质，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，促进缺氧组织恢复正常生理机能。受损组织的修复，促进缺氧组织恢复正常生理机能。临床上用于放射病，血小板减少症，急慢性肝炎，心临床上用于放射病，血小板减少症，急慢性肝炎，心血管疾病，肌肉萎缩等代谢障碍。如肌苷，血管疾病，肌肉萎缩等代谢障碍。如肌苷，ATPATP，辅酶辅酶A A，脱氧核苷酸，肌苷酸等脱氧核苷酸，肌苷酸等第二类为自然结构碱基、核苷、核苷酸结构的类似物或第二类为自然结构碱基、核苷、核苷酸结构的类似物或聚合物，这一类核酸类药物是当今治疗病毒，肿瘤，聚合物，这一类核酸类药物是当今治疗病毒，肿瘤，艾滋病得重要手段，也是产生干扰素、免疫抑制的临艾滋病得重要手段，也是产生干扰素、免疫抑制的临床药物。已经正式在临床应用的床药物。已经正式在临床应用的8 8个抗病毒核苷酸类药个抗病毒核苷酸类药物。物。一、叠氮胸苷（一、叠氮胸苷（AZTAZT）（一）结构与性质一）结构与性质AZTAZT治疗艾滋病的新药。化学名为治疗艾滋病的新药。化学名为3 3叠氮叠氮2 2脱氧胸脱氧胸腺嘧啶核苷，商品名为腺嘧啶核苷，商品名为RefrovirRefrovir。6868的病人临床表现为减轻症状，延长寿命的显著效果，的病人临床表现为减轻症状，延长寿命的显著效果，常见副作用为贫血，白血球减少，部分病人骨髓坏死常见副作用为贫血，白血球减少，部分病人骨髓坏死等。等。AZTAZT的药理作用是在体内经磷酸化后生成了的药理作用是在体内经磷酸化后生成了3 3叠氮叠氮2 2脱氧胸腺嘧啶核苷酸，取代了正常的胸腺嘧啶核苷脱氧胸腺嘧啶核苷酸，取代了正常的胸腺嘧啶核苷酸参与病毒酸参与病毒DNADNA的合成，含有的合成，含有AZTAZT成分成分DNADNA不能继续复不能继续复制，从而达到阻止病毒增殖的目的。制，从而达到阻止病毒增殖的目的。（二）生产工艺（二）生产工艺