背景

5'-三磷酸腺苷 （ATP）在臨床上是一種廣泛應(yīng)用于治療多種疾病的輔酶類(lèi)藥物，如進(jìn)行性肌萎縮、腦溢血后遺癥、心機(jī)能不全、心肌疾患和肝炎等。它被稱(chēng)為人體內(nèi)的“能量貨幣”，是生物體內(nèi)能量交換的關(guān)鍵物質(zhì)。早期的5'-三磷酸腺苷主要通過(guò)從動(dòng)物肌肉組織中提取獲取，后來(lái)采用化學(xué)合成法和光合磷酸化法進(jìn)行生產(chǎn)。在20世紀(jì)60年代，開(kāi)始使用發(fā)酵法合成5'-三磷酸腺苷，并隨后發(fā)展出了以不同的游離菌體酶和游離細(xì)胞為催化活性物質(zhì)的5'-三磷酸腺苷合成方法。在20世紀(jì)80年代前后，開(kāi)始出現(xiàn)了固定化酶/細(xì)胞法生產(chǎn)5'-三磷酸腺苷的方法。

開(kāi)發(fā)一種高效合理的合成方法對(duì)于獲得高質(zhì)量、低成本的5'-三磷酸腺苷非常關(guān)鍵。固定化酶/細(xì)胞法具有反應(yīng)器效率高、主要原材料成本低、產(chǎn)量高以及產(chǎn)品后處理簡(jiǎn)便等顯著優(yōu)點(diǎn)，并且可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)。因此，近年來(lái)固定化酶/細(xì)胞法在5'-三磷酸腺苷生產(chǎn)領(lǐng)域快速發(fā)展，并成為主要的生產(chǎn)方法。固定化酶/細(xì)胞法不僅具有生產(chǎn)效果好的優(yōu)勢(shì)，而且具備經(jīng)濟(jì)和環(huán)境友好的特點(diǎn)。它在制備高質(zhì)量ATP方面的應(yīng)用更加廣泛，有望在臨床和研究領(lǐng)域?yàn)楦嗳颂峁└咝?、低成本的藥物治療選擇。

合成方法

酶是具有高度專(zhuān)一性的催化劑，能有效促進(jìn)多步酶催化反應(yīng)。固定化細(xì)胞酶系可以很好地保持酶在活細(xì)胞中的狀態(tài)和組成結(jié)構(gòu)，因此能夠迅速有效地完成酶催化反應(yīng)。選擇適合的細(xì)胞酶系，可以實(shí)現(xiàn)以AMP、Ado甚至Ade為起始底物的5'-三磷酸腺苷合成。目前應(yīng)用細(xì)胞酶系合成5'-三磷酸腺苷的方法通常有以下幾種：

1. 利用酵母菌的糖酵解途徑，以Ado或AMP為底物，在基質(zhì)水平進(jìn)行磷酸化合成5'-三磷酸腺苷。

2. 利用產(chǎn)氨短桿菌（Brevibacterium ammoniagenes）的發(fā)酵過(guò)程，以Ade為初始底物合成。

3. 利用假絲酵母菌（Candida boidinii）對(duì)碳酸化底物Ado（也可以是AMP或Ade）進(jìn)行氧化合成。

由于對(duì)酵母菌的了解較為充分，目前主要應(yīng)用的是種方法進(jìn)行固定化細(xì)胞合成5'-三磷酸腺苷。

這些不同的合成途徑利用了不同的酶系和底物，但都能實(shí)現(xiàn)5'-三磷酸腺苷的合成。在固定化細(xì)胞合成5'-三磷酸腺苷中，選擇適合的方法可以根據(jù)具體需求和實(shí)驗(yàn)條件來(lái)確定。

圖1-1：酵母菌的糖酵解途徑合成法（使用Ado或AMP作為底物）

圖1-2：產(chǎn)氨短桿菌發(fā)酵過(guò)程合成法（以Ade為起始底物）

圖1-3：假絲酵母菌氧化碳酸化底物合成法（使用Ado、AMP或Ade）

參考文獻(xiàn)

[1]王龍耀. 5'-三磷酸腺苷的分離與提純研究[D].廣西大學(xué),2004.