Курс лекций для студентов специальности -48 02 01 «Биотехнология» Минск 2014 034)


Перспективы получения и использования нук‐



Pdf көрінісі
бет58/63
Дата17.06.2022
өлшемі1,87 Mb.
#36984
түріКурс лекций
1   ...   55   56   57   58   59   60   61   62   63
Байланысты:
Tehnologiya-mikrobnogo-sinteza-El--konspekt-lekcij (2)

15.2. Перспективы получения и использования нук‐
леозидов 
Фармацевтическая промышленность Республики Беларусь сильно 
зависит от закупок субстанций за рубежом. Из местных источников 
сырья для получения лекарственных средств используется только сы-
рье растительного и животного происхождения, а также целевые ме-
таболиты, получаемые путем микробного синтеза (антибиотики, фер-
менты, витамины и аминокислоты). 
Важным сырьем для производства ряда лекарственных препаратов 
является РНК, полученная из дрожжевой массы. РНК − исходный мате-
риал для выделения индивидуальных рибонуклеозидов (аденозина, гуа-
нозина, цитидина, уридина), которые в свою очередь являются исходным 
сырьем для синтеза более чем 20 ценных лекарственных препаратов, 
а также пищевых добавок. В первую очередь, это препараты сердечно-
сосудистого действия – АТФ, фосфаден (АМФ), рибоксин, уридин. 
Аденозин является исходным материалом для получения проти-
вовирусных препаратов (аденинарабинозид – против вируса герпеса), 
препаратов с антигипертензивной активностью (производные адено-
зин-5-карбоновой кислоты), противовоспалительных и обезболиваю-
щих препаратов. 
На основе цитидина получают цитозинарабинозид и циклоцити-
дин (для лечения лейкозов), 5-фторциклоцитидин (противоопухолевое 
средство), циклоцитидинмонофосфат (противовирусный препарат). 
Производные гуанозина применяются в качестве иммуностимуля-
торов. На его основе производятся тиогуанин (противолейкозный 
препарат), ацикловир (противовирусный). 
Уридин используется как безвредный стимулятор физических сил 
организма при напряженной работе, после длительной болезни, для ле-
чения депрессивных состояний, сосудистых заболеваний мозга. Произ-
водные 5-фторуридина являются противоопухолевыми средствами. 
Интенсивно ведутся научные исследования по созданию новых 
лекарственных форм на основе нуклеозидов (в том числе для борьбы 
с вирусным заболеванием СПИД). 
Известны следующие основные способы получения нуклеозидов
1) экстракция нуклеиновых компонентов из мышц млекопитаю-
щих и птиц;
2) химический синтез; 
3) микробиологический синтез; 
4) гидролиз нуклеиновых кислот. 


155 
Экстракционный метод требует большого количества ценных 
пищевых продуктов: из 1 кг мышц минтая получают всего 25 мг АТФ, 
40 мг АДФ и 35 мг АМФ. 
Химический синтез сложен, но некоторые синтетические нуклео-
зиды коммерчески доступны. Например, химическим аминированием 
инозина (рибоксина) получают аденозин. Разработан метод фермента-
тивного синтеза нуклеозидов с помощью фермента нуклеозидфосфо-
рилаза, образующего N-гликозидную связь между азотистым основа-
нием и пентозным остатком. 
Перспективен микробиологический способ синтеза нуклеозидов. 
Например, Bacillus subtilis синтезирует 12–13 г/л инозина (рибоксина); 
получен мутантный штамм Bacillus subtilis 556, образующий до 55 г/л 
инозина. Бактерии Bacillus pumilus способны накапливать в среде 
29,6 г/л инозина и/или 4,2 г/л гуанозина. В Японии получен мутант-
ный штамм Bacillus subtilis, накапливающий 10,4 г/л цитидина в куль-
туральной жидкости. 
Самым технологичным и доступным методом промышленного по-
лучения всех четырех нуклеозидов риборяда является гидролиз РНК. 
Технические препараты РНК производят из дрожжевой массы
Основная задача при этом – достичь высокого выхода РНК (85–90% 
от РНК, содержащейся в клетках дрожжей) при высоком содержании 
основного вещества в техническом препарате (не менее 75%). 
Существуют различные методы выделения РНК из дрожжевой мас-
сы, но наиболее экономичным считают процесс экстракции РНК 10–
12%-ным раствором NaCl в щелочной среде при температуре 85–90°С. 
Процессуальная схема получения технической РНК представлена 
на рис. 15.1. 
Гидролиз РНК осуществляют различными методами: 
– ферментативный гидролиз с использованием иммобилизован-
ных нуклеаз или интактного мицелия штамма Spicaria violacea
– кислотный гидролиз; 
– щелочной гидролиз. 
Из ферментативных методов наиболее отработано применение 
мицелия гриба Spicaria violacea. Полнота гидролиза РНК в этом мето-
де достигает 80%. Однако получение мицелия Spicaria violacea 
направленным культивированием гриба с содержанием требуемого 
набора РНК-гидролизующих ферментов в достаточном количестве яв-
ляется дорогостоящим и труднорегулируемым процессом. Фермент-
ный состав мицелия сильно зависит даже от незначительных измене-
ний условий культивирования. 


156 
Рис. 15.1. Схема получения технической РНК из дрожжевой массы
Экстракция РНК 
t
= 85–90°С,
рН 8,5–9,0 
Осветление 
экстракта 
сепарацией 
Коагуляция
растворенных 
белков
t
= 50–55°С,
рН 6,5–7,0 
Дрожжевая 
суспензия 
NaCl Раствор 
NaOH (30%)
Биомасса 
дрожжей 
Раствор 
коагулянта
Термообработка 
экстракта 
t
= 80→40°С,
рН 3,8–4,1 
Осветление 
экстракта 
сепарацией 
t
= 40°С
Белковый 
осадок 
Высаждение 
кальциевой
соли РНК 
t
→ 70°С,
рН 6,9–7,1 
Отделение 
кальциевой
соли РНК 
сепарацией 
Паста РНК 
CaCl
2
Раствор 
NaOH (30%)
Фасовка РНК 
Сушка пасты РНК 
t
= 40–45°С
Отделение РНК 
фильтрованием 
Промывка РНК 
ацетоном 
Отделение РНК 
фильтрованием 
Ацетон на
регенерацию
Этанол на
регенерацию
Промывка РНК 
этанолом 
Отделение
пасты РНК 
сепарацией 
Промывка РНК 
водой 
t
= 0–5°С 
Отделение
пасты РНК 
сепарацией 
Паста РНК
Получение РНК 
из кальциевой
соли 
рН 1,8–2,0 
Вода
C
2
H
5
OH 
Вода 
t
= 0–5°С
HCl
Маточный 
раствор 


157 
Кислотный гидролиз РНК в мягких условиях (рН 4) приводит 
к получению сложной смеси из-за сопутствующего разрыва гликозид-
ной связи в пуриновых нуклеотидах. Гидролиз формиатом аммония 
осуществляют в жестких условиях (230°С). В щелочной среде образу-
ется смесь нуклеотидов, нуклеозидов и олигонуклеотидов. 
В качестве гидролизующих агентов целесообразно использовать 
соединения, образующие с ионами РО
4
3

нерастворимый осадок. Этим 
требованиям отвечают соединения кальция и магния. Разработан про-
цесс гидролиза РНК в присутствии гидроксида свинца (НПО «Био-
лар», Латвия), но практическое применение метода ограничено серь-
езными недостатками процесса: экологическими проблемами с отхо-
дами, содержащими свинец, и присутствием в препаратах остатков 
соединений свинца. 
Наиболее приемлема разработанная в Республике Беларусь техно-
логия гидролиза РНК оксидом кальция. Процесс гидролиза осуществ-
ляют при температуре 130–135°С, давлении 0,2–0,3 МПа в течение 3 ч. 
В этих условиях РНК гидролизуется на 80–90%. При гидролизе обра-
зуется фосфат кальция, который выпадает в осадок и легко отделяется 
фильтрованием. 
Из числа нуклеозидов гидролизата наименее растворим в воде гуа-
нозин. Он выпадает в осадок даже из теплых окрашенных гидролиза-
тов без дополнительной обработки. При охлаждении гидролизата гуа-
нозин кристаллизуется. Содержание основного вещества в кристаллах 
составляет 80–85%. Для получения продукта высокой чистоты техни-
ческий гуанозин подвергают перекристаллизации с очисткой активи-
рованным углем. Обработку углем осуществляют при температуре 
80–90°С. После отделения угля раствор охлаждают до комнатной 
температуры и кристаллизуют в течение 48 ч. Кристаллы отделяют 
фильтрованием через капроновую ткань, промывают дистиллирован-
ной водой и этанолом и сушат при 40–50°С (рис. 15.2). 
Гидролизат после выделения гуанозина концентрируют упари-
ванием при 70°С под разрежением и разделяют нуклеозиды ионооб-
менной хроматографией на сильноосновном анионите АВ-17-2М 
в ОН

-форме. Для элюирования нуклеозидов используют дистилли-
рованную воду, растворы слабых кислот. Цитидин выделяют, ис-
пользуя в качестве элюента дистиллированную воду. Цитидиновую 
фракцию упаривают под разрежением (70°С), очищают активиро-
ванным углем (50% угля от массы цитидина) при температуре 95–
100°С. После отделения угля раствор упаривают (70°С), в концентрат 


158 
добавляют этанол и кристаллизуют при 4–6°С в течение 48 ч. Кри-
сталлы сушат при 40–50°С. 
Рис. 15.2. Процессуальная технологическая схема 
получения препаратов индивидуальных рибонуклеозидов 
Гидролиз 
пасты 
технической 
РНК 

Достарыңызбен бөлісу:
1   ...   55   56   57   58   59   60   61   62   63




©emirsaba.org 2024
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет