肌苷的研究进展

2016-02-05张珊

山西青年 2016年12期

关键词：枯草芽孢杆菌肌苷酸

张　珊

河南师范大学生命科学学院，河南　新乡　453007

肌苷的研究进展

张珊*1

河南师范大学生命科学学院，河南新乡453007

摘要：肌苷(Inosine)是一种人体正常组分，能直接透过细胞膜进入体细胞，参与体内核酸代谢、能量代谢和蛋白质的合成，可以活化肝功能，加速肝细胞的修复。可用做食品、药品和药物中间体等。现阶段用于生产肌苷的工业用发酵菌株多是枯草芽孢杆菌。本文主要从肌苷的性质、用途和功能、以及国内外研究水平等几个方面叙述肌苷的研究进展情况。

关键词：肌苷；肌苷酸；枯草芽孢杆菌

一、肌苷的概述

肌苷(Inosine，缩写IR)又称次黄嘌呤核苷，是核糖和次黄嘌呤的缩合物。其分子式为C10H12N4O5，相对分子质量268.23，无臭，为略带苦味的白色结晶性粉末，溶于水和稀盐酸或碱溶液中，不溶于乙醇和氯仿等有机物[1]。

二、肌苷的用途和功能

(一)药品

肌苷是具有一定医疗价值的药物，对肾脏和肝脏热缺血具有保护作用、对肾脏冷缺血有保护作用、可以改善肾功能、治疗慢性鼻炎、治疗耳鸣、治疗银屑病及药疹还可以使艾滋病(AIDS)感染危险患者恢复免疫功能[2]。机理是肌苷能直接透过细胞膜进入人体细胞，促使因为缺少ATP而处于低能缺氧状态下的细胞恢复正常水平，继续进行新陈代谢。肌苷进入细胞后生成丙酮酸，丙酮酸可分解为辅酶A和乳酸，进入到三羧酸循环中参与代谢[1]。

(二)食品

肌苷是5’-肌苷酸的前体，其磷酸酯为肌苷酸。肌苷酸可与谷氨酸混合制味精，是一种很强的鲜味剂。可以增加食品的鲜味，改善食品的风味。肌苷酸还可以用来作为肉是否新鲜的指标，关于这方面，国内的研究还比较少，国外的研究比较多。李燕等[3]曾用肌苷酸和肌苷来评价虾的新鲜程度。

三、肌苷的研究现状

截至今日，肌苷生产水平较高的国家是日本，我国的肌苷生产量从70年代利用细菌发酵法生产肌苷开始有所上升，肌苷的生产水平与生产菌株的选择和发酵条件的控制密切相关。

(一)生产菌株的选择

现在生产肌苷的菌株多是以腺嘌呤缺陷为主的多重缺陷型菌株[4]，多属芽孢杆菌属的细菌。其基本过程是以枯草杆菌的腺嘌呤缺陷型(丧失SAMP合成酶)为出发菌株，再经过诱变选育获得多种营养缺陷型，以提高产量，诱变方式有很多，比如离子注入法诱变育种：刘国生[5]等用N+离子注入诱变选育肌苷高产菌株，摇瓶发酵肌苷产量为14.83g/L和14.38g/L，比出发菌株提高了16.3%和12.8%。王放全[6]等用枯草芽孢杆菌腺嘌呤营养缺陷型No18经1次亚硝基胍(MNNG)诱变处理及2次单菌落分离获得的变异菌株B，摇瓶肌苷产量在7.0g/L以上；常景玲[7]等通过对产肌苷菌株进行基础性的筛选之后，又对温度控制，溶解氧条件，最适pH值和发酵培养基等因素进行优化，将肌苷产量提高到了39.12g/L，比出发菌株提高了0.58g/L。

(二)发酵条件的优化

提高肌苷的产量不仅要选择高产突变菌株，更重要的是具备优良的发酵条件：最合适的温度、pH值、空气流量、搅拌功率等，这些都对产苷菌株的生长和产物的合成有很大影响。李崇[4]等发现加大接种量或用低糖发酵流加补料工艺，能使菌种加快生长，产苷期提前，可缩短发酵周期。

提高肌苷的产量还与发酵的培养基成分有很大关系，吕东坡[8]等通过L18(37)正交实验对发酵条件进行优化，确定了最佳发酵条件(培养基葡萄糖2.2%、尿素0.8%、蛋白胨1.0%、腺嘌呤0.025%、玉米浆1.5%、酵母膏1.4%、氯化钠0.25%)而且发现发酵8小时之后，肌苷菌的活性最好，肌苷产量的最高。张小兰[9]等在生产运用后发现后期补糖比前期补糖更能积累更多的肌苷，而且发酵前期控制溶氧水平在10-30%时最有利于积累肌苷。杨哲[10]等采用响应面法对肌苷发酵的培养基及培养条件进行优化，在最优条件下(葡萄糖236.87g/L、玉米浆23.91g/L、装液量7mL、接种量6.5%)做验证试验发现优化后的肌苷产量较优化前提高了49.9%。研究者对发酵条件进行优化可以使肌苷的生产水平有不同程度的提升，所以较好的发酵条件有利于肌苷的积累。

四、展望

目前国内对肌苷发酵工艺的研究已经逐渐深入。我国对肌苷生产也有了比较完善的生产体系，但是跟国外相比在提高肌苷的产量方面还具有很大的提升空间，因此，更深入的探索和研究必将使人们更加明确枯草芽孢杆菌中肌苷的生产代谢机制，为优化发酵条件提供新的思路，提高肌苷的产量，更大程度地降低成本。

[参考文献]

[1]天津味精厂.肌苷生产工艺规程[J].发酵科技通讯，1976(04).

[2]韩保民.肌苷的临床药理学研究及应用进展[J].中级医刊，1991，26(1)：47.

[3]李燕，周培根，戚晓玉.肌苷酸和肌苷作为评价虾鲜度质量指标的研究[J].上海水产大学学报，2002，11(3)：264-267.

[4]李崇，施庆珊，李良秋等.改进肌苷发酵条件的研究[J].中国医药工业杂志，1997，28(7)：291-292.

[5]刘国生，侯瑛，吴飞燕等.离子注入诱变选育肌苷高产菌株[J].辐射研究与辐射工艺学报，2009，27(4)：224.

[6]王敖全，程光胜，李逢英.肌苷产生菌枯草芽孢杆菌B5菌株的选育和发酵条件[J].微生物学报，1976，16(2)：171-176.

[7]常景玲，任敏.肌苷菌种的筛选和发酵条件的优化[J].中国酿造，2008(12)：32.

[8]吕东坡，吕广磊，刘芳芳等.肌苷发酵条件优化的研究[J].中国食品添加剂，2009(2)：137.

[9]张小兰.肌苷产业化工艺控制及发酵条件研究[D].华南理工大学，2014.