人們發現在核苷酸中有一些能夠呈味,常用作強力味精,如鳥苷酸、肌苷酸和黃苷酸。有一些核苷酸具有醫療作用,常用於臨床治療疾病,如腺苷酸、腺苷三磷酸等。有一些核苷酸在農業上有很大的用途,常用於浸種、蘸根和噴霧等,以提高農作物的產量。
工業上生產5-核苷酸的途徑主要有兩條:一為酶解法,即利用青黴素產生的磷酸二酯酶水解酵母核糖核酸或在一定條件下由細菌自溶降解其 自身的核糖核酸,來獲得核苷酸。二為發酵法。發酵法又可分為一步法(直接發酵法 )和二步法(發酵轉化法 )。一步法即為直接利用碳源發酵生產核苷酸;二步法是先發酵生成核苷,然後再經過化學磷酸化法生產相應的核苷酸。下麵簡要介紹肌苷酸和鳥苷酸的微生物發酵生產。
(1)生產菌種
能發酵生產肌苷酸的菌種主要有:枯草芽孢杆菌、產氨短杆菌、短小芽孢杆菌和穀氨酸棒杆菌等。其中使用最多的是產氨短杆菌。
能發酵生產鳥氨酸的菌種主要有:枯草芽孢杆菌、產氨短杆菌、微黃短杆菌 、銅綠假單胞菌等。其中枯草芽孢杆菌較多地用作發酵生產鳥苷酸的菌種。
(2)發酵原理
從研究枯草芽孢杆菌的代謝途徑中得知,肌苷酸和鳥苷酸的合成途徑如下:葡萄糖經 HMP途徑生成5-磷酸核糖後,經過11步酶促反應生成肌苷酸。肌苷酸是嘌呤核苷酸生物合成的中心,從它開始分出兩條環行路線:一條經過黃苷酸合成鳥苷酸,再經過鳥苷酸還原酶的作用生成肌苷酸;另一條經過琥珀酸合成腺苷酸,再經過腺苷酸脫氨酶的作用生成肌苷酸。
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