核糖核酸的应用与制备

第23卷第4期　　　　　　　　　　　南　京　化　工　大　学　学　报　　　　　　　　　　　Vol. 23No. 42001年7月　　　JOURNAL OF NANJ IN G UN IV ERSIT Y OF CHEMICAL TECHNOLO GY 　　　J uly 2001

核糖核酸的应用与制备

朱才庆, 徐　炎炎, 应汉杰, 欧阳平凯

(南京化工大学制药与生命科学学院, 江苏南京　210009)

摘　要:核糖核酸除了在基因的表达和蛋白质的生物合成方面起着关键的作用外, 还具有改善机体多种生理功能的作用。核糖核酸的结构与功能及应用的研究一直是生物科学的重点领域之一。概述了核糖核酸的制备状况及其在临床、医药、保健、食品加工业、农业生产等领域的应用。关键词:核糖核酸; 应用; 制备

中图分类号:Q522　　　文献标识码:A 　　　文章编号:1007-7537(2001) 04-0097-04

　　核糖核酸(Ribonucleic acid ) 是一类十分重要的生物大分子, 它不仅在基因的表达和蛋白质的

生物合成起着关键的作用, 而且还能促进细胞的诸多生理功能[1]。生命科学的快速发展, , 理, 。、保健、农业生产、。

炎、哮喘病、慢性乙型肝炎等、乳腺癌、效。, , 在生产工艺及[5～6], 给推广使用带来了一定的难度。

另外, 从微生物或动物器脏中提取的核糖核

酸用作临床药物的应用研究也较多, 如由酵母(白地霉) 提取出来的核糖核酸制成片剂, 用来治疗黄疸型肝炎, 在服用期间不用其他的保肝药物, 经临床观察, 无不良药物反应, 且治疗的效果十分明显[7]; 从猪肝里提取的核糖核酸可用于治疗慢性肝炎及其它肝脏类疾病, 大部分病人服用后, 免疫力有很大提高, 食欲增强、体重增加、病情减轻或消除[8]。

除直接可用于临床药物外, 核糖核酸还是其它许多药物的前体, 经过加工、修饰、改造可直接作用于靶细胞, 根据碱基互补配对原则, 能与靶细胞的RNA 或DNA 杂交。与DNA 结合可抑制DNA 的复制, 达到阻止靶细胞增殖的目的; 与mR 2NA 相结合, 可阻断蛋白质的合成, 干扰基因的正

1　核糖核酸的应用

1. 1　医药上的应用

免疫核糖核酸(Immune RNA ,iRNA ) 是动物

体内一种具有转移免疫性功能的生物大分子, 是一种重要的免疫触发剂或免疫调节剂。1967年Alexander [2]通过用肉瘤免疫绵羊制取的淋巴细胞

核糖核酸对大鼠进行实验, 发现核糖核酸能抑制大鼠同一肿瘤的生长, 甚至消除, 首次证实了免疫核糖核酸能传递免疫信息。1982年林单坤等人把从免疫羊肝中提取得到的免疫核糖核酸做成制剂注入体内, 发现对肿瘤与癌症有明显的疗效并能提高机体的免疫功能, 而且未出现不良的副作用[3]; 从脾脏中提取得到的免疫核糖核酸直接制成针剂注入体内, 可激活人体的T 细胞及B 细胞的活性, 同样有提高人体免疫功能的作用, 对于一些与人体免疫功能下降有关的疾病如慢性支气管

常表达, 从基因水平上控制肿瘤或病毒的繁殖与扩散, 达到治疗疾病的目的。如能通过异体杂交, 阻止靶细胞基因的转录或发挥RNaseH 的活性切割mRNA , 阻断mRNA 的翻译。其它的核酸药物还有核酶和Aptamer 等[9]。近年来, 反义核酸的研究更加引人瞩目。通过对核酸骨架、核糖、碱基

收稿日期:2000-11-30

作者简介:朱才庆(1974-) , 男, 江西人, 硕士, 主要从事生化分离方面的研究。

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及在末端引入各种基团后用于治疗, 能够高效准确地作用于靶细胞, 抑制肿瘤或病毒细胞基因的转录与翻译, 用量少, 作为新型的肿瘤治疗用药, 具有广泛的应用前景[10]。

作为重要的医药中间体, 核糖核酸降解后得到的核苷酸、核苷及碱基都是用途广泛的药物, 它们的衍生物在抗肿瘤和抗病毒方面的应用则更为显著, 如尿嘧啶及其衍生物是至今人类所使用的最重要的抗病毒、抗肿瘤药物; 5-氟尿嘧啶可抑制T 合成酶, 用于固形癌的治疗; 鸟嘌呤具有促进视紫质代谢、明目的功能, 胸腺嘧啶对促进脑磷脂代谢、治疗脑外伤、脑血栓有一定的作用[11];A TP 是重要的能量补充药物等。1. 2　保健和食品上的应用

科学研究证明人体的衰老与体内合成核酸能力的高低密切相关。随着年龄的增加, 合成核酸的能力会逐渐减弱, 不足, 产生人体各种衰老现象, 、疲劳、记忆力下降等不足, 退化和老化, , 造成严重的后果[12]。、DNA 及其他核酸类物质相配合制成保健品, 或添加到食品中去制成功能性食品, 有利于人体补充核酸, 使核酸代谢处于旺盛状态, 可以达到抵抗衰老, 延长人体寿命, 提高人体免疫功能及治疗疾病的目的。如现有的核酸口服液, 药理学实验证明具有调节机体免疫功能的作用[13], 而且无明显毒副作用, 使用安全[14]; 采用新的核酸膳食治疗高血脂症, 对降低高血压、高血脂, 改善动脉粥样硬化病效果十分明显[15], 而且该疗法从生成蛋白质的核酸入手, 加上以合理营养平衡膳食的方法, 从根本上解决问题。在日本,80年代初就把核酸广泛地应用于保健品, 饮食服务, 食品加工及家庭烹调上, 核酸类物质的广泛使用使日本人的体质大大的增强, 平均寿命也大幅度提高。90年代初, 我国的一些大城市如北京、上海也开始研制核酸类保健品及调料。是以北京南方生物资源研究所开发的4种来福核酸调味品、食品添加剂-美味素、美味增强剂、超级调料及生命素为标志的核酸饮食疗法, 掀起了新的营养方法。这些核酸类食品既是划时代创新的美味调料, 也是新一代的保健食品。它的研制成功同时标志着我国营养保健品从传统的补品和目前的氨基酸

型、微量元素型、多糖类型及维生素型等单一型发展成为以核酸类物质为主体的全营养剂型, 标志着调味品从单一谷氨酸钠型转变成核酸-核苷酸-氨基酸型的全方位全剂型[10]。这类保健品的开发与推广, 大大推动了我国保健事业的飞速发展。1. 3　在其他方面的应用

在保护环境方面, 核糖核酸有很重要的意义。核糖核酸及其降解物的衍生物作为抗菌素, 可用于防治植物病菌的农药, 这类农药对人体无毒害, 对环境无污染。在环境污染日趋严重的当今, 对这类农药的开发与大规模的推广利用十分具有社会价值。核糖核酸及其水解物可作为促进作物生长、结果的生长素, 在一些作物如水稻、柑桔、蔬菜上使用, 。添加到一些化, 用[16。

2　核糖核酸的制备概况

目前, 直接用微生物发酵法生产核糖核酸, 虽然在产率上已具有了工业化的价值, 但是因核糖核酸是大分子物质, 发酵液的粘度高, 要提取发酵液中的核糖核酸在技术上目前仍然有很大难度, 至今也未完全实现工业化生产[17]。从微生物中提取核糖核酸是目前工业生产上最为实际和有效的方法, 特别在一些发酵液和其它生产废液、废渣中通常有一些富含核糖核酸的菌体, 经常会作为废物排放, 这样不但会污染水源, 破坏生态环境, 而且也是资源的一大浪费, 利用这部分废弃的菌体提取核糖核酸可变废为宝, 不仅使资源利用充分, 而且有利于环境的治理。如从味精生产废液中的菌体提取核糖核酸产品[18]。

制备核糖核酸的方法主要有盐法、碱法、SDS 法、苯酚法。前3种方法生产得到的核糖核酸, 可以直接用作生产核苷酸的原料。盐法是工业生产上从酵母等一些微生物提取核糖核酸最常用的方法。苯酚法在工业上主要是用于动物器脏核糖核酸的提取, 与前述的方法不同, 在提取的过程中不需加热, 制得的核糖核酸具有生物活性, 该类核糖核酸在临床上作为针剂应用为多。国外近些年在提取核糖核酸的技术上不断地在改进, 并申请了相关的专利[19～22], 我国福建莆田糖厂开发的优质

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核糖核酸生产工艺, 工艺流程简单合理, 产品的纯度高, 每年有几十吨销往德国、意大利等国家[23]。南京化工大学也开发出新的工艺流程和制备核糖核酸的方法。其产品纯度可达98%左右, 其它各项理化指标和杂质含量均达到国外同类产品的要求, 有望在近期实现产业化[24]。

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3　结束语

核糖核酸无论在医药、保健品、食品加工业, 还是在植物生长和防病虫害方面都有非常广泛的

应用前景, 得到了欧美许多国家的高度重视。随着社会老年化的发展趋势, 具有抗衰老作用的核酸类保健品会更加引人注目。在我国, 随着经济的发展和人民生活水平的提高, 全民的保健意识逐步加强, 保健品每年的销售额已超过了300多亿元, 品种繁多, 有成百上千种, 为数不多, 所淘汰, 而且, 间。目前, , 占有的市场份额低, 有的产品如核酸口服液还处于研制开发阶段, 但是这类保健品一定会成为今后保健市场上的一颗灿烂之星。作为临床药物, 只要能解决好其在体内的运载及透膜能力, 药物在细胞内的稳定性、亲和力等问题。其应用前景十分诱人。在农业上, 核糖核酸作为新型的生物农药, 在我国这么一个农业大国, 广泛推广使用, 完全符合我国可持续发展这一方针政策。由于目前核糖核酸产品价格因素, 限制了它的大量使用, 因此, 解决好低成本生产核糖核酸是关键问题所在。采用新方法新工艺, 提高技术水平, 是大量生产核糖核酸且能够廉价供应的最好途径。参考文献:

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Application and preparation of ribonucleic acid

ZHU Cai 2qing , XU Y i , YIN G Han 2jie , OU YAN G Ping 2kai

(College of Pharmacy and Life Science ,Nanjing University of Chemical Technology ,Nanjing 210009,China )

Abstract :Ribonucleic acid can improve several physiological functions of body in addition to its critical connec 2tion between express of gene and biological synthesis of protein . The research of ribonucleic acid structures and functions and its applications has always been one of the significant field of biology . The present paper re 2ports the situation of ribonucleic acid preparation and its wide application in clinics , drugs , healthy products , food industry , agriculture and so on.

K ey w ords :ribonucleicacid ; application ; preparation

(上接第96页)

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The principle and development of polymer microporous membrane

formation via thermally 2induced phase separation

L UO Feng , ZHAN G J un , WAN G Xiao 2lin , XU Zhong 2zi

(College of Materials Science and Engineering , Nanjing University of Chemical Technology ,Nanjing 210009,China )

Abstract :The thermodynamical foundation and kinetic principle of the polymer microporous membrane pre 2pared by thermally 2induced phase separation are reviewed. Also , the research status is mentioned.

K ey w ords :microporousmembrane ; thermally 2induced ; phase separation ; polymer ; thermodynamics ; ki 2netics