合成尿苷酸的研究进展

尿苷酸是一种重要的核苷酸产品，可作为食品添加剂、药品以及药物前体应用于不同领域。作为母乳中含量第二大的核苷酸，它是婴幼儿食品中常用的添加剂；能参与肝脏解毒物质葡萄糖醛酸苷的合成，也可作为膜磷脂的前体提高脑部胞苷二磷酸胆碱和乙酰胆碱水平；以其为前体的碘苷也已广泛应用于临床。

传统合成方法

现有的尿苷酸的生产方法主要为化学合成法和酶解法。

化学合成法包括磷酸化法和脱氨法，其中是磷酸化法是以尿苷为原料，将2，3位的羟基保护后，再使用有毒的POCl3试剂作为磷酸化试剂合成尿苷酸，整个过程收率较高但是生产安全性差，容易造成污染且杂质较多。脱氨法是以胞苷酸为原料，在酸性条件下经过脱氨反应，将胞苷酸直接转变为尿苷酸，整个过程简单高效，但由于原料胞苷酸价格昂贵，生产成本较高。

酶解法是利用核酸酶水解核糖核酸(RNA)得到四中单核苷酸(腺苷酸、鸟苷酸、胞苷酸和尿苷酸)混合物后，再经过离子交换法分离精制得到尿苷酸。与化学法相比，酶解法具有原料成本低、反应安全、反应条件温和等优点，但是存在生产周期长，分离精制工序复杂，加工成本高等缺陷。

酶催化法

为了解决上述问题，专利 CN109161536B 提出了一种尿苷酸制备的方法，具体操作如下：

(1)在大肠杆菌E.coli BL21(ACCC11171)中异源表达尿苷激酶编码基因，构建出具有尿苷激酶活性的菌株E.coli UDK；

(2)在大肠杆菌E.coli BL21(ACCC11171)中异源表达聚磷酸激酶编码基因，构建出具有聚磷酸激酶活性的菌株E.coli PPK；

(3)将上述构建的重组菌株E.coli UDK和E.coli PPK分别在培养基中培养，产生高酶活性的尿苷激酶和聚磷酸激酶；

(4)将步骤(3)中培养获得的具有尿苷激酶和聚磷酸激酶活性的大肠杆菌细胞(E.coli UDK和E.coli PPK细胞)进行破碎获得粗酶液；

(5)将步骤(4)中获得的粗酶液与50-150mM的尿苷溶液或尿苷发酵液、50-150mM的六偏磷酸钠、50-150mM的硫酸镁、3-9mM的ATP混合，在pH 8.0，30℃的反应条件下进行酶促反应合成尿苷酸。

此方法原料成本低廉，产物单一易于分离纯化，尿苷酸产量和摩尔转化率具有显著优势。