5'-腺苷酸的研究综述

背景及概述

60年代初，日本人率先发现了利用桔青霉提取的5’-磷酸二酯酶可以降解RNA生成5’-核苷酸，首先开始了核苷酸的工业化生产。如今，从核苷酸及其衍生物一直到核糖核酸、脱氧核糖核酸等物质的生产，一个新兴的产业：核酸产业正在蓬勃发展。5’-单磷酸腺苷英文名：adenosine-5’-monophosphoric acid；adenoshle-5’-phosphoric acid；5’-AMP。分子式C10H14N5O7P，分子量347.2。性状：白色结晶。熔点196～200℃(分解)。易溶于水，微溶于乙醇，不溶于乙醚。5’-单磷酸腺苷(简称腺苷酸，5’-AMP)在食品、医药和精细化工行业上有着广泛的用途，尤其是在婴儿食品(如奶粉)和医药领域的应用。

用途

在食品工业上的应用

人奶中含有大量的核苷酸，游离的和细胞内的核苷酸占非蛋白氮的2％～3％。与其它动物的奶相比，人奶中的核苷酸含量相当高。对哺乳动物研究使用的水平为食物中添加0.25％。有研究表明母乳中核苷酸的组成模式为：CMP88 u mol／L、UMP38 u mol／L、AMP32 u mol／L、GMP3 u mol／L。人每日所需的嘌呤和嘧啶的量估计为500mg/天。Uauy(1994)计算表明，人奶喂养的婴儿，所需的核苷酸大约有近1／3来自人奶，而代乳品喂养的婴儿所需核苷酸的95％来自从头合成。已有大量证据表明以牛奶为主的代乳品中的核苷酸不能满足婴儿的需要。

在饲料中的应用

一些研究表明，对于动物快速生长时期(乳猪、仔猪、雏鸡等阶段)或动物受到免疫挑战时、肝损伤时，它们更依赖于外源核苷酸。而且，幼龄动物补充核苷酸能减少体内耗能较高的内源合成，有益于其健康和生长。NT(核苷酸组)对动物的作用效果如下：对胃肠道的积极作用；维持免疫正常功能；改善肝脏的生理状态；最终达到促进生长、提高饲料利用率、提高屠体的质量，从而提高经济效益。

5’-单磷酸腺苷作为医药原料

5’-AMP药用价值

单磷酸腺苷系体内的能量传递物质，但比ATP稳定，具有显著的周围血管扩张和降压作用。临床用于播散性硬化、卟啉症、搔痒、肝病、静脉曲张性溃疡并发症。以5’-单磷酸腺苷成分为主的复合滴眼剂可用于眼疲劳、中心视网膜炎及角膜翳和疱疹等角膜表层疾患。并可用于制造腺苷三磷酸(ATP)、环腺苷酸(cAMP)、辅酶A、辅酶I、阿糖腺苷等生化药物。在循环系统药物中，主要是腺苷的衍生物，并且腺苷及其衍生物能抑制因ADP所引起的血小板凝固，可以作为血液凝固药物。

5’-AMP衍生物的药用价值

环磷酸腺苷(cAMP)(别名3’，5’-环化腺苷酸；腺嘌呤核苷酸-3’，5’-环磷酸酯：环化腺苷酸；环磷腺甙)，它是ATP经腺苷酸环化酶产生的。是细胞内传递激素和递质作用的中介因子，因此被称为“第二信使"。它对很多酶催化的反应具有调节作用，可调节与细胞内贮藏的糖和脂肪反应的一系列酶的活性，对蛋白质也有调节控制作用。可广泛的参与细胞功能的调节，能舒张平滑肌、扩张血管、改善肝功能、促进神经再生、抑制皮肤外层细胞分裂和转化异常细胞的功能、促进呼吸链氧化酶的活性、改善心肌缺血等。可用作蛋白激酶致活剂。能调节细胞的多种功能活动，用于缓解心绞痛及急性心肌梗塞，亦用于牛皮癣。

5’-单磷酸腺苷生产研究现状

酶解法是以RNA为底物酶解，然后混合物经离子交换树脂分离纯化得到四种核苷酸的纯品，该方法是历史最长、技术最成熟的生产5’-核苷酸的方法。虽然酶解法生产四种核苷酸有很多优点，但是分离方面也存在很多缺点和难点，国外从核苷酸混合液中大规模分离四种核苷酸的情况基本未报道；国内对于核苷酸的分离研究结果也一直未能提出彻底的解决收率和纯度较低，成本较高，效率较低问题的方案。传统的5’-AMP结晶工艺是将经过酶解、离子交换后的AMP洗脱液真空浓缩，调节PH值，加乙醇生成5’-AMP的酸型结晶。这种方法对设备的要求相对较低，但由于溶析结晶中难以控制成核诱导期，所以通常会形成具有高过饱和度的5’-AMP过饱和溶液，导致所得到的结晶产品往往是粉末状沉淀而不是颗粒较大晶体，不能满足需求。

以次黄嘌呤为原料，经氯代、缩合、氨解、磷酸化反应制备得到5’-单磷酸腺苷，获得了较好的收率[1]。5’-单磷酸腺苷合成反应式如下图：

图1 5’-单磷酸腺苷合成反应式图

实验操作：

腺苷(Ⅳ)的合成

在5L高压釜中加入化合物(Ⅲ)，500mL饱和NH3／CH3OH溶液，加入搅拌并升压至2.5MPa，保持6h后停止反应，出料，回收溶剂，得腺苷粗品，用(乙醇)=50％水溶液结晶一次，得腺苷(Ⅳ)。

5’-单磷酸腺苷的合成

在3L反应瓶中加入化合物(Ⅳ)，200mL水，1800mL磷酸三乙酯，搅拌溶解后，降温至-10℃左右，往反应液中滴加三氯氧磷，控制温度在-5～0℃，滴加完毕后，继续搅拌8h，将反应液倾入到大量冰水中，静置分层，磷酸三乙酯层用减压浓缩蒸出水分，立即有大量固体析出。粗品用(乙醇)=85％水溶液溶解后，用活性炭脱色，冷却结晶，得5’-单磷酸腺苷。

参考文献

[1] Chemical and Pharmaceutical Bulletin, , vol. 30, # 8 p. 2926 - 2934