背景

5'-三磷酸腺苷 （ATP）在臨床上是一種廣泛應用于治療多種疾病的輔酶類藥物，如進行性肌萎縮、腦溢血后遺癥、心機能不全、心肌疾患和肝炎等。它被稱為人體內(nèi)的“能量貨幣”，是生物體內(nèi)能量交換的關鍵物質(zhì)。早期的5'-三磷酸腺苷主要通過從動物肌肉組織中提取獲取，后來采用化學合成法和光合磷酸化法進行生產(chǎn)。在20世紀60年代，開始使用發(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胞為催化活性物質(zhì)的5'-三磷酸腺苷合成方法。在20世紀80年代前后，開始出現(xiàn)了固定化酶/細胞法生產(chǎn)5'-三磷酸腺苷的方法。

開發(fā)一種高效合理的合成方法對于獲得高質(zhì)量、低成本的5'-三磷酸腺苷非常關鍵。固定化酶/細胞法具有反應器效率高、主要原材料成本低、產(chǎn)量高以及產(chǎn)品后處理簡便等顯著優(yōu)點，并且可以實現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)。因此，近年來固定化酶/細胞法在5'-三磷酸腺苷生產(chǎn)領域快速發(fā)展，并成為主要的生產(chǎn)方法。固定化酶/細胞法不僅具有生產(chǎn)效果好的優(yōu)勢，而且具備經(jīng)濟和環(huán)境友好的特點。它在制備高質(zhì)量ATP方面的應用更加廣泛，有望在臨床和研究領域為更多人提供高效、低成本的藥物治療選擇。

合成方法

酶是具有高度專一性的催化劑，能有效促進多步酶催化反應。固定化細胞酶系可以很好地保持酶在活細胞中的狀態(tài)和組成結構，因此能夠迅速有效地完成酶催化反應。選擇適合的細胞酶系，可以實現(xiàn)以AMP、Ado甚至Ade為起始底物的5'-三磷酸腺苷合成。目前應用細胞酶系合成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)酵過程，以Ade為初始底物合成。

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

由于對酵母菌的了解較為充分，目前主要應用的是種方法進行固定化細胞合成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，但都能實現(xiàn)5'-三磷酸腺苷的合成。在固定化細胞合成5'-三磷酸腺苷中，選擇適合的方法可以根據(jù)具體需求和實驗條件來確定。

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

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