烟酸或其衍生物的单核苷酸及其生物产物的制备方法技术

本发明专利技术提供了一种制备烟酸或其衍生物的单核苷酸的方法，包括下列步骤：采用包含己糖源和烟酸或其衍生物的反应底物，在磷酸供体的存在下，经生物酶催化反应生成烟酸或其衍生物的单核苷酸。本发明专利技术还提供了制备生物产物的方法。本发明专利技术能够采用新型的酶法制备或生产烟酸或其衍生物的单核苷酸以及采用该单核苷酸作为中间体制备烟酸或其衍生物的核苷等生物产物，克服了传统方法的缺点。克服了传统方法的缺点。克服了传统方法的缺点。

【技术实现步骤摘要】
烟酸或其衍生物的单核苷酸及其生物产物的制备方法


[0001]本专利技术涉及生物科技领域，具体而言，本专利技术属于生化领域，特别是涉及烟酸或其衍生物的单核苷酸的制备方法以及利用烟酸或其衍生物的单核苷酸作为中间体制备各种生物产物的方法。

技术介绍

[0002]烟酸或其衍生物的核苷和单核苷酸是合成各种身体需要的生物产物的重要中间体。其中，一个代表性的例子是β
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烟酰胺单核苷酸(NMN)。β
‑
烟酰胺单核苷酸是一种生物中都需要的烟酰胺腺苷二核苷酸中间体，在身体中通过烟酰胺单核苷酸腺苷转移酶在各器官细胞中转化成烟酰胺腺苷二核苷酸。生物中均需要烟酰胺腺苷二核苷酸的存在，是维持生命的必要物质和不可缺少的辅酶：细胞中氢离子的生化反应、细胞核中的能量代谢调控以至维护生理时钟的机制中烟酰胺腺苷二核苷酸都参与其中并且其身体中的水平对上述生理作用有着决定性的影响，如此同时，烟酰胺腺苷二核苷酸肩负了基因修复和稳定端粒体的功能，增强身体的免疫能力和促进增生肌肉中的微丝血管等作用。
[0003]哈佛大学教授David Sinclair首先发现身体中烟酰胺腺苷二核苷酸的水平与身体的健康和衰老有着紧密的关联：人体随着年岁增长而身体中烟酰胺腺苷二核苷酸的水平会下降，继而减低新陈代谢并引发相关的疾病，并提出提升烟酰胺腺苷二核苷酸的水平有助身体新陈代谢从而抵抗衰老所带来的影响，并认为使用β
‑
烟酰胺单核苷酸能达至相关的目的。华盛顿大学教授今井真一郎在小鼠上引证β
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烟酰胺单核苷酸能提升烟酰胺腺苷二核苷酸的水平并在体能上表现出逆转衰老的效果，加上国内外的研究圴指出提升烟酰胺腺苷二核苷酸水平的重要性，大众对β
‑
烟酰胺单核苷酸加深了认识。
[0004]β
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烟酰胺单核苷酸是天然物质，可以在日常膳食中吸取，以牛油果和西兰花中的蕴含量较高，但只透过饮食摄取每天身体所需的分量，则需要进食数十公斤的蔬果方能达标，恐怕难以实现。因此，服用β
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烟酰胺单核苷酸作为烟酰胺腺苷二核苷酸补充剂更为合适。
[0005]烟酸或其衍生物的核苷和单核苷酸(例如β
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烟酰胺单核苷酸)可以从酵母菌中提取或利用化学和传统酶法合成。酵母菌中的烟酸或其衍生物的核苷和单核苷酸(例如β
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烟酰胺单核苷酸)含量极微，需要透过多个步骤才能提取到纯度较低的产物，因此售价高昂并且质量较低，并非适合普罗大众使用，而化学方法有着与提取法相同的缺点，因此这两种方法逐被淘汰。
[0006]酶法合成有着产能较高和节能的优点，并能生产出纯度较高的产品，将成为生产烟酸或其衍生物的核苷和单核苷酸(例如β
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烟酰胺单核苷酸)的主流工艺。传统酶法合成烟酸或其衍生物的核苷和单核苷酸(例如β
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烟酰胺单核苷酸)以核糖为初始原材料进行酶法反应。核糖的需求每年迅速增长，除可用于烟酸或其衍生物的核苷和单核苷酸(例如β
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烟酰胺单核苷酸)的生产外，更经常使用在膳食补充剂、食品饮料、功能营养领域，其中近年核糖更应用于改良新兴“人造肉”的风味，是生产该潮流食品中不可或缺的成分。核糖的需求远
比其供应高，做成近年价格上涨和供应不稳的情况。
[0007]全球人口老化，在老年护理的开支和需求连年具增，大多数已发展和发展中的国家在该问题上亦已束手无策；烟酸或其衍生物的核苷和单核苷酸(例如β
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烟酰胺单核苷酸)的使用正能改善上述方面的压力，延缓和逆转衰老符合普罗大众的愿望并切合社会上的需要的双赢机会。因此，烟酸或其衍生物的核苷和单核苷酸(例如β
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烟酰胺单核苷酸)的需求将按年上升，核糖的供求将更为严峻，以致价格和供应都不稳，不利烟酸或其衍生物的核苷和单核苷酸的生产，对用家和社会都做成巨大损失，因此有必要开发以使用多元化和可持续性的烟酸或其衍生物的核苷和单核苷酸的酶法制备工艺。

技术实现思路

[0008]如上所述，烟酸或其衍生物的核苷和单核苷酸为生物中生成各种生物产物(特别是烟酰胺腺苷二核苷酸)的前体，科学界近年对该物质已经进行了深入的研究。提供一种烟酸或其衍生物的单核苷酸及其生物产物的改进方法可以为该物质进行量化生产，对该领域上的研究提供便利。
[0009]因此，本专利技术提供了一种新型的烟酸或其衍生物的单核苷酸及其生物产物的工业量化制备方法以及利用烟酸或其衍生物的单核苷酸作为中间体制备各种生物产物(特别是烟酸或其衍生物的核苷)的方法。
[0010]具体而言，本专利技术提供了：
[0011]1.一种制备烟酸或其衍生物的单核苷酸的方法，包括下列步骤：采用包含己糖源和烟酸或其衍生物的反应底物，在磷酸供体的存在下，经生物酶催化反应生成烟酸或其衍生物的单核苷酸。
[0012]其中所述烟酸或其衍生物的单核苷酸选自β
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烟酰胺单核苷酸和烟酸单核苷酸中的至少一者。
[0013]其中所述己糖源来自具有六个碳原子的单糖、能够生成己糖的多糖或其混合物。
[0014]其中所述的单糖选自D
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葡萄糖、D
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甘露糖、D
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半乳糖、D
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果糖或其混合物中的任意一者，优选为D
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葡萄糖、D
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甘露糖和D
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果糖，更优选为D
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葡萄糖和D
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果糖。
[0015]其中所述的己糖源来自通过糖苷键连接多种己糖单元的多糖，优选为蔗糖、麦芽糖、菊粉、棉子糖、麦芽糊精、淀粉或其混合物，更优选为蔗糖、麦芽糖和棉子糖，更优选为蔗糖和麦芽糖。
[0016]其中所述生物酶为单独的生物酶或者包含多种生物酶的生物酶组。
[0017]其中所述反应的条件包括：温度为25
‑
40℃，优选为30
‑
39℃，更优选为35
‑
38℃；并且/或者反应体系的pH为6.0
‑
8.5，优选为pH 7.0
‑
8.0，更优选为pH7.5
‑
7.8。
[0018]其中所述反应底物还包含辅助离子，辅助离子包含金属离子、氯离子、镁离子、钙离子、钾离子、钠离子、锌离子、氟离子、硫离子、碳酸根类离子、亚硫酸根类离子以及含磷类离子中的至少一者，优选钠离子、镁离子、钾离子、碳酸根类离子、亚硫酸根类离子和含磷类离子中的至少一者。
[0019]其中所述磷酸供体选自ATP或其盐、ADP或其盐、AMP或其盐、CTP或其盐、GTP或其盐、UTP或其盐、ITP或其盐和多聚磷酸或其盐中的至少一者，优选ATP或其盐、ADP或其盐、AMP或其盐和多聚磷酸或其盐中的至少一者。
[0020]其中所述磷酸供体可以为多聚磷酸或ATP或其盐，所述己糖源来自D
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葡萄糖，并且所述生物酶为生物酶组，该生物酶组包含聚磷酸本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种制备烟酸或其衍生物的单核苷酸的方法，包括下列步骤：采用包含己糖源和烟酸或其衍生物的反应底物，在磷酸供体的存在下，经生物酶催化反应生成烟酸或其衍生物的单核苷酸。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述烟酸或其衍生物的单核苷酸选自β
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烟酰胺单核苷酸和烟酸单核苷酸中的至少一者。3.根据权利要求1
‑
2中任意一项所述的方法，其中所述己糖源来自具有六个碳原子的单糖、能够生成己糖的多糖或其混合物。4.根据权利要求3所述的方法，其中所述的单糖选自D
‑
葡萄糖、D
‑
甘露糖、D
‑
半乳糖、D
‑
果糖或其混合物中的任意一者，优选为D
‑
葡萄糖、D
‑
甘露糖和D
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果糖，更优选为D
‑
葡萄糖和D
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果糖。5.根据权利要求3所述的方法，其中所述的己糖源来自通过糖苷键连接多种己糖单元的多糖，优选为蔗糖、麦芽糖、菊粉、棉子糖、麦芽糊精、淀粉或其混合物，更优选为蔗糖、麦芽糖和棉子糖，更优选为蔗糖和麦芽糖。6.根据权利要求1
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5中任意一项所述的方法，其中所述生物酶为单独的生物酶或者包含多种生物酶的生物酶组。7.根据权利要求1
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6中任意一项所述的方法，其中所述反应的条件包括：温度为25
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40℃，优选为30
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39℃，更优选为35
‑
38℃；并且/或者反应体系的pH为6.0
‑
8.5，优选为pH 7.0
‑
8.0，更优选为pH7.5
‑
7.8。8.根据权利要求1
‑
7中任意一项所述的方法，其中所述反应底物还包含辅助离子，辅助离子包含金属离子、氯离子、镁离子、钙离子、钾离子、钠离子、锌离子、氟离子、硫离子、碳酸根类离子、亚硫酸根类离子以及含磷类离子中的至少一者，优选钠离子、镁离子、钾离子、碳酸根类离子、亚硫酸根类离子和含磷类离子中的至少一者。9.根据权利要求1
‑
8中任意一项所述的方法，其中所述磷酸供体选自ATP或其盐、ADP或其盐、AMP或其盐、CTP或其盐、GTP或其盐、UTP或其盐、ITP或其盐和多聚磷酸或其盐中的至少一者，优选ATP或其盐、ADP或其盐、AMP或其盐和多聚磷酸或其盐中的至少一者。10.根据权利要求1
‑
9中任意一项所述的方法，其中所述磷酸供体可以为多聚磷酸或ATP或其盐，所述己糖源来自D
‑
葡萄糖，并且所述生物酶为生物酶组，该生物酶组包含聚磷酸
‑
葡萄糖磷酸转移酶(EC 2.7.1.63)、葡萄糖
‑6‑
磷酸异构酶(EC 5.3.1.9)、己酮糖6
‑
磷酸异构酶(EC 5.3.1.27)、己酮糖6
‑
磷酸合酶(EC 4.1.2.43)、核糖5
‑
磷酸异构酶(EC 5.3.1.6)、磷酸核糖二磷酸激酶(EC 2.7.6.1)和烟酰胺磷酸核糖转移酶(EC 2.4.2.12)；其中生物酶组中的聚磷酸
‑
葡萄糖磷酸转移酶以多聚磷酸和D
‑
葡萄糖为底物转化合成至葡萄糖
‑6‑
磷酸和多聚磷酸(n
‑
1)，生物酶组中的葡萄糖
‑6‑
磷酸异构酶以葡萄糖
‑6‑
磷酸为底物转化合成至果糖
‑6‑
磷酸，生物酶组中的己酮糖6
‑
磷酸异构酶以果糖
‑6‑
磷酸为底物转化合成至阿拉伯糖
‑3‑
己酮糖
‑6‑
磷酸酯，生物酶组中的己酮糖6
‑
磷酸合酶以阿拉伯糖
‑3‑
己酮糖
‑6‑
磷酸酯为底物转化合成至核酮糖
‑5‑
磷酸和甲醛，生物酶组中的核糖5
‑
磷酸异构酶核酮糖
‑5‑
磷酸为底物转化合成至核糖
‑5‑
磷酸，生物酶组中的磷酸核糖二磷酸激酶以核糖
‑5‑
磷酸和磷酸供体为底物转化合成至5
‑
磷酰核糖
‑1‑
焦磷酸和AMP，生物酶组中的烟酰胺磷酸核糖转移酶以烟酰胺和5
‑
磷酰核糖
‑1‑
焦磷酸为底物转化合成至β
‑
烟酰胺单核苷酸和焦磷酸，或以烟酸为底物转化合成至烟酸单核苷酸和焦磷酸。
11.根据权利要求1
‑
9中任意一项所述的方法，其中所述己糖源来自D
‑
葡萄糖，并且所述生物酶为生物酶组，该生物酶组包含葡萄糖异构酶(EC 5.3.1.5)、己糖激酶(EC 2.7.1.1)、葡萄糖
‑6‑
磷酸异构酶(EC 5.3.1.9)、己酮糖6
‑
磷酸异构酶(EC 5.3.1.27)、己酮糖6
‑
磷酸合酶(EC 4.1.2.43)、核糖5
‑
磷酸异构酶(EC 5.3.1.6)、磷酸核糖二磷酸激酶(EC 2.7.6.1)和烟酰胺磷酸核糖转移酶(EC 2.4.2.12)。12.根据权利要求1
‑
9中任意一项所述的方法，其中所述己糖源来自D
‑
果糖，并且所述生物酶为生物酶组，该生物酶组包含己糖激酶(EC 2.7.1.1)、己酮糖6
‑
磷酸异构酶(EC 5.3.1.27)、己酮糖6
‑
磷酸合酶(EC 4.1.2.43)、核糖5
‑
磷酸异构酶(EC 5.3.1.6)、磷酸核糖二磷酸激酶(EC 2.7....

【专利技术属性】
技术研发人员：潘永强，卢锦春，王骏，
申请(专利权)人：百瑞全球有限公司，
类型：发明
国别省市：