第十四章 核酸类药物
第一节 核酸类物质的分离提取及其发酵生产
一, RNA与 DNA的提取与制备
（ 一 ） RNA的提取与制备
1,工业用 RNA的提取
（ 1） RNA及其工业来源 从微生物中提取 RNA是工
业上最实际和有效的方法 。 一些最常见的菌体含有丰
富的核酸资源, 如 酵母, 白地霉, 多种抗菌素的 菌丝
体 —— 青霉素, 制霉菌素等菌体 。
通常在细菌中 RNA占 5％ ～ 25％, 在酵母中占 2.7
％ ～ 15％, 在霉菌中占 0.7%～ 28％ 。
在菌体内 RNA含量的变化受培养基组成影响, 其中
关键是 铵离子浓度和磷酸盐浓度 。 培养酵母菌体收率
高, 易于提取 RNA。
很显然在许多酵母中, 早期细胞中的 RNA含量高,
其确切数值取决于 碳, 氮比例 和培养基组成等 。
（ 2） 高 RNA含量酵母菌株的筛选 可以从自然界 筛选
到 RNA含量高的酵母菌株, 也可用 诱变育种 的方法
提高酵母菌的 RNA含量 。
稀碱法,是用 氢氧化钠溶液 （ 1%）, 使细胞壁变
性, 使 核酸从细胞内释放出来 。 需用酸中和 PH7。 然
后 除去菌体, 将 pH调至 RNA的 等电点 （ pH2.5）, 使
RNA沉淀 出来 。 上法的缺点是制得的 RNA Mr较
低,(磷酸单脂酶, 磷酸二脂酶降解 RNA,90 ℃ 保持
3~4h破坏酶 )。
浓盐法,是用 高浓度盐溶液 （ 6%~8%） 处理, 同
时 加热, 以 改变细胞壁的通透性, 使 核酸从细胞内
释放出来 。
要避免 分子降解, 可采用 苯酚法 制备 RNA。 用苯
酚处理生物材料, 使蛋白质变性, 然后离心, 上层水
溶液内含有 全部 RNA,可用 乙醇沉淀 出来 。
脱氧核糖核蛋白 溶于 浓盐溶液 1mol/L,不溶于
0.14mol/L,而 核糖核蛋白 溶于 0.14mol/L盐溶液 。
（ 4） RNA的提取实例：啤酒酵母是提取 RNA的
很好的资源 。 取 100g压榨啤酒酵母 （ 含水份
70%）, 加入 230ml含 NaOH 3g的水, 20℃ 以下缓
慢搅拌 30分钟 。 用 6mol／ L HCl调至 pH7,搅拌 15
分钟, 离心得清液 255m1。 冷至 10℃ 以下, 6mol
／ L HCl调 pH2.5,置冷过夜, 离心得 RNA l.8g
（ 纯度 80％ ） 。
（ 二 ） DNA的提取与制备
1,工业用 DNA的提取
取新鲜冷冻鱼精 20kg,用绞肉机粉碎 2次成浆状,
加入等体积水, 搅拌均匀, 倾入反应锅内, 缓慢搅拌,
升温至 100℃, 保温 15分钟, 迅速冷却至 20～ 25℃,
离心除去鱼精蛋白等沉淀物, 获得 35L含热变性 DNA
的溶液, 经精确测定 DNA含量后直接可用于 酶法降解
生产脱氧核苷酸 。 如要制成固体状 DNA,在热变性
DNA溶液中逐渐加入等体积 95％ 乙醇, 离心可获得纤
维状 DNA,沉淀用乙醇, 丙酮洗涤, 减压低温干燥得
DNA粗品, 产品 含热变性 DNA50％ ～ 60％ 。
2,具有生物活性 DNA的制备
动物内脏 （ 肝, 脾, 胸腺 ） 加 4倍重量生理盐水
经 组织捣碎机 捣碎 1分钟, 匀浆于 2500r／ pm离心 30分
钟, 沉淀用同样体积的生理盐水洗涤 3次, 每次洗后
离心, 将沉淀悬浮于 20倍重量的冷生理盐水中, 再捣
碎 3分钟, 加入 2倍量 5％ 的 （ 用 45%乙醇作溶剂 ） 十
二烷基磺酸钠, 并搅拌 2～ 3小时, 在 0℃ 2500r／ pm离
心, 在上层液中加入等体积的 冷 95％ 乙醇, 离心即可
得到纤维状 DNA,再用冷乙醇和丙酮洗涤, 减压低温
干燥得粗品 DNA。 粗品 DNA溶于适量蒸馏水, 加入 5
％ 十二烷基磺酸钠 达 1／ 10体积, 搅拌 1小时, 经
5000r／ pm离心 1小时, 清液中 加入 NaCl达 1mol／ L，
再缓慢加入 冷 95%乙醇, DNA析出, 经乙醇, 丙酮洗
涤, 真空干燥得具有生物活性的 DNA（ 活性 DNA制
备需在 0～ 3℃ 操作 ） 。
二, 用酶解法, 发酵法和半合成法制备核苷酸
（ 一 ） 酶解法及碱水解法制备核苷酸
1,酶解法制备脱氧核苷酸
桔青霉 产生 5`-磷酸二脂酶
红酵母 产生 3`-磷酸二脂酶
2,酶解法制备戊糖核苷酸
我国从 60年代开始使用 核酸酶 P1降解核糖核酸生产
单核苷酸, 日本年产 呈味核苷酸 （ 肌苷酸和鸟苷酸 ）
3000吨, 其中 60%是使用酶解法生产的 。
酶解法生产 5‘— 单核苷酸工艺流程
3,双酶法生产肌苷酸和鸟苷酸 （ I＋ G）
呈味核苷酸 的主要品种是 肌苷酸钠和鸟苷酸钠,
商品名简称为 （ I＋ G）,用 核酸酶 Pl降解 RNA可获得
GMP和 AMP，其中 AMP经 脱氨 生成 IMP。双酶法生
产（ I十 G）工艺 。
4,菌体自溶法生产核苷酸
磷酸二酯酶 在合适的条件下降解细胞内的 RNA
可产生 5′-核苷酸 。 在国内用谷氨酸产生菌体自溶法
生产 5‘-核苷酸 。
（ 1） 菌体自溶法生产核莆酸工艺流程：
5,碱水解法生产 2＇, 3＇ -混合核苷酸
RNA结构中的磷酸二酯键对于碱性条件不稳定,
很容易生成 2′,3-环状磷酸酯, 此环状磷酸酯对碱更
不稳定, 很易加水分解生成 2＇, 3＇ -混合核苷酸 。
取 RNA配成 3％ ～ 3.5%的水溶液, 加氢氧化钠达
0.3mol／ L浓度, 升温至 38℃, 保温 16～ 20小时, 用
6mol／ L盐酸中和至 pH7.0,从 RNA水解成 2′,3＇ -
核苷酸的降解率达 95％ 以上, 将 2′,3＇ -混合核苷酸
制成每片含 50～ 100mg的片剂, 经临床使用, 对非特
异性血小板减少症, 对白血球减少症, 癌肿的化疗和
放疗后的升白血球均有较好疗效 。
（ 二 ） 发酵法生产核苷酸
1,发酵法生产肌苷酸 （ IMP）
2,发酵生产黄苷酸 （ XMP） 及酶法转化成鸟苷酸
（ 三 ） 半合成法制备核苷酸
由于 发酵法生产核苷 的产率很高,核苷悬浮于磷酸
三甲酯或磷酸三乙酯中，在冷却条件下加入氯化氧磷，
进行磷酸化，从核苷生成 5′-核苷酸收率可达 90%。
例一：肌苷 2mmol／ L悬浮于 5ml磷酸三乙酯中, 温
度控制 0℃, 添加氯化氧磷 6mmol／ L,水 2mmol／ L，
反应 2h,5＇ -IMP摩尔产率达 91％ 。
例二：鸟苷 2mmol／ L悬浮于 5ml磷酸三甲酯中, 温
度控制 0℃, 添加氯化氧磷 6mmol／ L,水 2mmo/L，
反应 6h,5＇ -GMP摩尔产率达 90%。
三, 核苷的制备
本节叙述核苷的 化学法 和 发酵法 生产 。
（ － ） RNA化学水解法制备核苷
1,核苷生产工艺流程
RNA经甲酰胺化学水解制备核苷
（ － ） RNA化学水解法制备核苷
1,核苷生产工艺流程 （ 图 14·8）
（ 二 ） 发酵法生产核苷
发酵法生产 核苷 是近代发酵工程领域中的杰出成果,
产率高, 周期短, 控制容易, 产量大 。 用发酵法生产各种
核苷的菌株有着许多 共同特点,
① 它们都使用 磷酸单酯酶 活力很强的枯草芽孢杆菌或短小
芽抱杆菌为诱变出发菌株；
② 它们都是通过使用 物理或化学诱变 方法选育出在遗传性
状上具有特定标记的诱变菌；
③ 它们在发酵培养时必须提供 限量的生长因素, 并且好氧,
在某一特定的范围内累积大量核苷 。
1,发酵法生产肌苷 (枯草杆菌 )
2,发酵法生产鸟苷和黄苷 (肌苷产生菌 )
3,发酵法生产腺苷 (产氨短杆菌 )
第二节 核酸类药物
核酸类药物 可分 两大类 。 一类 为具有 天然结构 的
核酸类物质, 这些品种都是 生物体合成 的原料, 或
是 蛋白质, 脂肪, 糖生物合成, 降解以及能量代谢
的 辅酶 。 缺乏这类物质会使生物体代谢造成障碍,
发生病态 。 提供这一类药物, 有助于改善机体的物
质代谢和能量平衡, 加速受损组织的修复, 促使缺
氧组织恢复正常生理机能 。
第二类为自然结构碱基, 核苷, 核苷酸结构的类
似物或聚合物, 这一类核酸类药物是当今人类治疗
病毒, 肿瘤, 艾滋病的重要手段, 也是 产生干扰素,
免疫抑制 的临床药物 。
第二类核酸类药物 大部分由 自然结构的核酸类物
质 进行半 合成为结构改造物, 近年来发展为 化学 -酶
合成法 。 大大提高收率, 降低成本 。
一, 叠氮胸苷 （ Azidothymidine,AZT）
（一）结构与性质
AZT是 1987美国 FDA批准的治疗 艾滋病 的新药 。
AZT的药理作用是人体内经 磷酸化 后生成了 3`-叠氮 -
2′-脱氧胸腺嘧啶核苷酸，后者 取代了正常的胸腺嘧
啶核苷酸参与病毒 DNA的合成，含有 AZT成份的
DNA不能继续复制，从而达到阻止病毒增殖的目的 。
（ 二 ） 生产工艺
此合成路线的起始 原料是胸苷,目前主要是从
DNA水解法 制备，由于原料来源少，合成路线较复
杂，成本很高。
已见报道的胸苷合成方法还有两条途径：
① 从 2′-脱氧胞苷或 2′-脱氧鸟苷或 2＇ -脱氧腺苷与 胸
腺嘧啶 反应, 经大肠杆菌产生的 磷酸化酶 催化生成 胸
苷 。
② 从鸟苷 （ 300mmol／ L） 与胸腺嘧啶 （ 300mmol
／ L） 反应, 在欧文氏菌 AJZ992所产生的 嘌呤核苷磷
酸化酶 和 嘧啶核苷磷酸化酶 的催化下生成 5′-甲基尿苷,
然后经化学法合成胸苷 。
二, 阿糖腺苷 Adeninearabinoside
（ 一 ） 结构与性质
阿糖腺苷 的化学名称为 9-β-D-阿拉伯呋喃糖腺嘌呤,
或称 腺嘌呤阿拉伯糖苷 。
早在 1960年就在实验室合成了阿糖腺苷, 1969年美
国用 Streptomyces antibioticus NRRL3238菌株, 1972
年日本用 Strepto－ myces hebacecus 4334菌株 发酵法分
别制备了阿糖腺苷 。
1979年用 从 E,Coli中分离得到的 尿嘧啶磷酸化酶
和 嘌呤核苷磷酸化酶, 以 固相酶 的方法 将阿糖脲苷
转化为阿糖腺苷 。
（ 二 ） 生产工艺
1,酶 -化学合成法
最新的 阿糖腺苷 的合成法是 酶 -化学合成法, 用
尿苷 为原料经 氧氯化磷 和 二甲基甲酰胺 反应, 生成
氧桥化合物, 在碱性水溶液中水解成阿糖尿苷, 然后
利用阿糖尿苷中的 阿拉伯糖 经 酶法 转化成 阿糖腺苷 。
经选育从阿糖尿苷酶法合成阿糖腺苷的优秀菌株是
产气肠杆菌 （ Enterbacteraerogens），这株菌能产生
尿苷磷酸化酶 （ Upase）和 嘌呤核苷磷酸化酶
（ Pynpase），用这个菌株的 休止细胞 作为酶源，从
阿糖尿苷和腺嘌呤能高效地合成阿糖腺苷，菌体也可
制成固定化细胞进行连续生产。
2,以 5`-AMP为原料的化学合成
（ 三 ） 作用与用途
阿糖腺苷 是近年来引人注目的 广谱 DNA病毒抑制
剂,对单纯 疱疹 Ⅰ, Ⅱ 型，带状疱疹，巨细，牛痘
等 DNA病毒，在体内外都有明显抑制作用 。目前认
为，阿糖腺苷是治疗单纯疱疹脑炎最好的抗病毒药物。
阿糖腺苷在体内受激酶作用生成的 阿糖腺三磷，
是脱氧腺三磷（ dATP）的拮抗物, 从而阻抑了以
dATP为底物的病毒 DNA聚合酶的活力 。而且阿糖腺
三磷对于病毒 DNA聚合酶的亲和性比宿主细胞的同
一个酶的亲和性高。因此这个药物对于抑制病毒具有
较高选择性。
三, 三氮唑核苷
（ 一 ） 结构与性质
三氮唑核苷商品名 病毒唑, 对 DNA病毒, RNA病
毒都有广泛作用 。 本品为白色结晶, 熔点 174～ 176℃,
易溶于水 。
这个化合物经 X线解析, 它的立体结构与腺苷,
鸟苷非常类似, 在体内被磷酸化成三氮唑核苷酸,
抑制肌苷酸脱氢酶 阻断鸟苷酸的生物合成, 从而抑制
病毒 DNA合成 。 它的另一特点是对病毒作用点多,
不易使病毒产生抗药性 。
（ 二 ） 生产工艺
酶合成法 使用 产气肠杆菌, 以 （ 尿苷 ） 肌苷和
TCA为底物可以用酶法简易地合成三氮唑核苷
采用前段与后段由两个不同的酶催化, 即前段使用
嘧啶核苷磷酸化酶, 后段使用 嘌呤核苷磷酸化酶 。
四, 阿糖胞苷 （ Cytarabine,Cytosine arabinoside，
Arabinosyl Cytosine,Aracytidine）
（ 一 ） 结构与性质
阿糖胞苷 又称 胞嘧啶阿拉伯糖苷,糖的组成部分是
阿拉伯糖 。白色或类自色结晶性粉末，无臭，易溶
于水，略溶于甲醇、乙醇中，乙醚中极微溶。
阿糖胞苷进入体内转变为阿糖胞苷酸，抑制
DNA聚合酶,阻止胞二磷转变为脱氧胞二磷从而抑
制 DNA的合成,干扰 DNA病毒繁殖和肿瘤细胞增殖。
只能注射 。
（ 二 ） 生产工艺
1,以 5＇－ CMP为原料的合成法
（ 1） 工艺路线：
2,工艺过程：
① 水解,并加入处理好的 6.5L 氢氧化镧凝胶, 总体
积为 7.5L,升温至 90℃, 在不断搅拌下, 于 pH9下进
行水解 。 在不同的反应时间内, 均匀取出 2mL凝胶溶
液, 离心分离, 取上清液 5至 10μl,pH9.2电泳分析,
检查水解程度 。
② 氧桥化,氧桥化后总 OD光谱高峰位置移至 264nm
（ pH2）
③ 氨解,使氧桥断裂 3‘,5’-乙酰基脱落 。
④ 成盐, 2％ 盐酸 -甲醇
2,以葡萄糖酸钙为原料的合成路线
五, 聚肌胞苷酸 （ 聚肌胞 ） （ Poyinosinic,
Polycytidylic Acid,Poly1,C）
（ 一 ） 结构与性质
1967年美国人 Field发现 聚肌胞 是 干扰素诱导物, 而
且具有广谱抗病毒作用 。 本品是 人工合成的干扰素
诱导剂, 系由多聚肌苷酸和多聚胞苷酸组成的双股
多聚核苷酸 。 本品可 溶于 0.85％ 氯化钠 溶液 。
（ 二 ） 生产工艺
70年代中期我国开始研制聚肌胞, 其生产工艺如下：
1,底物 5-核苷二磷酸吡啶盐的制备
（ 3） 固定化 多核苷酸磷酸化酶, 将分离纯化的酶液
滴加入冰浴中的载体, 得到共价结合的固定化多核苷
酸磷酸化 。
3,Poly I,C制备
（ 1） 底物预处理,CDP吡啶盐转成锂盐, IDP转成
钠盐 。
（ 2） 酶促反应,（ 每毫升反应液含 μmol／ L数 ）
IDP或 CDP 15； Tris 150； MgC126；
EDTA 1；聚合酶 5单位, pH9.0,37℃, 3～ 4小时 。
用 盐酸调 pH1.5～ 2.0,使 PolyI（ 或 Poly C） 沉淀, 立
即离心 。 此后在磷酸液冲液中溶解, 等摩尔 Poly I与
Poly C混合, 生成产品 。
（ 三 ） 作用与用途
本品具有抗病毒, 抗肿瘤, 增强淋巴细胞免疫功
能和抑制核酸代谢等作用 。 本品注入人体 诱导产生
干扰素 。
临床已试用于肿瘤、血液病、病毒性肝炎及痘类毒
性感染等多种疾患。
六, 胞二磷胆碱 （ CDP-胆碱 ） （ Citico line，
CDP— choline,Cytidine diphosphocholine）
（ 一 ） 结构与性质
胞二磷胆碱其化学名称为胞嘧啶核苷 -5＇ -二磷酸
胆碱钠盐本品为白色无定形粉末, 易吸湿, 易溶于
水, 几不溶于乙醇, 氯仿, 丙酮等多数有机溶剂 。 1
％ 水溶液 pH2.5～ 3.5,注射液 pH7.0。
（ 二 ） 生产工艺
1,酶合成法
胞二磷胆碱由微生物菌体所提供的酶系催化 胞苷酸 和
磷酸胆碱 而合成, 国内使用啤酒生产中 废弃的酵母,
反应体系为：
磷酸二氢钾～氢氧化钠缓冲液 （ pH8.0） 200mol／ ml，
CMP20μmol／ ml,磷酰胆碱 30μmol／ ml，
葡萄糖 1000μmol／ ml,MgSO4.7H2O 20μmol／ ml，
酵母泥 550mg／ m1。
上述反应体系于 28℃ 保温 20小时, 胞二磷胆碱对胞苷
酸的收率为 80％ 。
2,粘性红酵母发酵法
国外发现一株粘性 红酵母可高产胞二磷胆碱 。
菌体培养基 （ g／ L）,葡萄糖 50；多胨 5；酵母膏
2； KH2PO4 2； （ NH4） 2HPO4 2； MgSO4.7H2O 1；
pH6.0,经 28℃, 22h培养, 收集菌体, 菌体经 0.2mol
／ L磷酸缓冲液 pH7.0洗涤, 备用 。
产生胞二磷胆碱的反应体系 （ g／ L）,葡萄糖 140；
MgSO4.7H2O 6； 5＇－ CMPNa2 20； 磷酸胆碱 20；析
干 菌体 50；反应体系中保持磷酸缓冲缓 pH7.0,
0.2mol／ L,30℃, 28小时产胞二磷胆碱 9.8g／ L,对
5′-CMP收率 92.5％ 。
提取工艺,反应液离心除去菌体，用 0.5mol／ L
KOH调 pH8.5，上 dowex 1× 2（酸型）树脂，水洗
后用 甲酸梯度洗脱,在 0.04mol／ L甲酸洗脱液中收
集产品，含胞二磷胆碱溶液上活性炭柱，丙酮 -氨水
溶液洗脱，减压浓缩，乙醇中结晶。
（ 三 ） 作用与用途
胞二磷胆碱是 卵磷脂 生物合成的 前体 。 当脑功
能下降时, 脑组织内卵磷脂含量显著减少 。 本品能
促进卵磷脂生物合成, 兴奋脑干网状结构, 特别是
上行网状联系, 提高觉醒反应, 降低, 肌放电, 阈
值, 恢复神经组织机能, 增加脑血流量和脑耗氧量,
从而 改善脑循环和脑代谢, 大大提高患者的意识水
平 。
临床用于减轻严重脑外伤和脑手术伴随的意识障
碍, 治疗帕金森氏症, 抑郁症等精神疾患 。 由于
胞二磷胆碱是在 ATP存在下 参与磷脂的合成反应,
故合用 ATP可提高本品疗效；用于脑外伤, 脑出
血患者可合用止血剂和防水肿药；用于震颤麻痹
可合用 L-多巴；用于精神病可合用镇静药 。
第一节 核酸类物质的分离提取及其发酵生产
一, RNA与 DNA的提取与制备
（ 一 ） RNA的提取与制备
1,工业用 RNA的提取
（ 1） RNA及其工业来源 从微生物中提取 RNA是工
业上最实际和有效的方法 。 一些最常见的菌体含有丰
富的核酸资源, 如 酵母, 白地霉, 多种抗菌素的 菌丝
体 —— 青霉素, 制霉菌素等菌体 。
通常在细菌中 RNA占 5％ ～ 25％, 在酵母中占 2.7
％ ～ 15％, 在霉菌中占 0.7%～ 28％ 。
在菌体内 RNA含量的变化受培养基组成影响, 其中
关键是 铵离子浓度和磷酸盐浓度 。 培养酵母菌体收率
高, 易于提取 RNA。
很显然在许多酵母中, 早期细胞中的 RNA含量高,
其确切数值取决于 碳, 氮比例 和培养基组成等 。
（ 2） 高 RNA含量酵母菌株的筛选 可以从自然界 筛选
到 RNA含量高的酵母菌株, 也可用 诱变育种 的方法
提高酵母菌的 RNA含量 。
稀碱法,是用 氢氧化钠溶液 （ 1%）, 使细胞壁变
性, 使 核酸从细胞内释放出来 。 需用酸中和 PH7。 然
后 除去菌体, 将 pH调至 RNA的 等电点 （ pH2.5）, 使
RNA沉淀 出来 。 上法的缺点是制得的 RNA Mr较
低,(磷酸单脂酶, 磷酸二脂酶降解 RNA,90 ℃ 保持
3~4h破坏酶 )。
浓盐法,是用 高浓度盐溶液 （ 6%~8%） 处理, 同
时 加热, 以 改变细胞壁的通透性, 使 核酸从细胞内
释放出来 。
要避免 分子降解, 可采用 苯酚法 制备 RNA。 用苯
酚处理生物材料, 使蛋白质变性, 然后离心, 上层水
溶液内含有 全部 RNA,可用 乙醇沉淀 出来 。
脱氧核糖核蛋白 溶于 浓盐溶液 1mol/L,不溶于
0.14mol/L,而 核糖核蛋白 溶于 0.14mol/L盐溶液 。
（ 4） RNA的提取实例：啤酒酵母是提取 RNA的
很好的资源 。 取 100g压榨啤酒酵母 （ 含水份
70%）, 加入 230ml含 NaOH 3g的水, 20℃ 以下缓
慢搅拌 30分钟 。 用 6mol／ L HCl调至 pH7,搅拌 15
分钟, 离心得清液 255m1。 冷至 10℃ 以下, 6mol
／ L HCl调 pH2.5,置冷过夜, 离心得 RNA l.8g
（ 纯度 80％ ） 。
（ 二 ） DNA的提取与制备
1,工业用 DNA的提取
取新鲜冷冻鱼精 20kg,用绞肉机粉碎 2次成浆状,
加入等体积水, 搅拌均匀, 倾入反应锅内, 缓慢搅拌,
升温至 100℃, 保温 15分钟, 迅速冷却至 20～ 25℃,
离心除去鱼精蛋白等沉淀物, 获得 35L含热变性 DNA
的溶液, 经精确测定 DNA含量后直接可用于 酶法降解
生产脱氧核苷酸 。 如要制成固体状 DNA,在热变性
DNA溶液中逐渐加入等体积 95％ 乙醇, 离心可获得纤
维状 DNA,沉淀用乙醇, 丙酮洗涤, 减压低温干燥得
DNA粗品, 产品 含热变性 DNA50％ ～ 60％ 。
2,具有生物活性 DNA的制备
动物内脏 （ 肝, 脾, 胸腺 ） 加 4倍重量生理盐水
经 组织捣碎机 捣碎 1分钟, 匀浆于 2500r／ pm离心 30分
钟, 沉淀用同样体积的生理盐水洗涤 3次, 每次洗后
离心, 将沉淀悬浮于 20倍重量的冷生理盐水中, 再捣
碎 3分钟, 加入 2倍量 5％ 的 （ 用 45%乙醇作溶剂 ） 十
二烷基磺酸钠, 并搅拌 2～ 3小时, 在 0℃ 2500r／ pm离
心, 在上层液中加入等体积的 冷 95％ 乙醇, 离心即可
得到纤维状 DNA,再用冷乙醇和丙酮洗涤, 减压低温
干燥得粗品 DNA。 粗品 DNA溶于适量蒸馏水, 加入 5
％ 十二烷基磺酸钠 达 1／ 10体积, 搅拌 1小时, 经
5000r／ pm离心 1小时, 清液中 加入 NaCl达 1mol／ L，
再缓慢加入 冷 95%乙醇, DNA析出, 经乙醇, 丙酮洗
涤, 真空干燥得具有生物活性的 DNA（ 活性 DNA制
备需在 0～ 3℃ 操作 ） 。
二, 用酶解法, 发酵法和半合成法制备核苷酸
（ 一 ） 酶解法及碱水解法制备核苷酸
1,酶解法制备脱氧核苷酸
桔青霉 产生 5`-磷酸二脂酶
红酵母 产生 3`-磷酸二脂酶
2,酶解法制备戊糖核苷酸
我国从 60年代开始使用 核酸酶 P1降解核糖核酸生产
单核苷酸, 日本年产 呈味核苷酸 （ 肌苷酸和鸟苷酸 ）
3000吨, 其中 60%是使用酶解法生产的 。
酶解法生产 5‘— 单核苷酸工艺流程
3,双酶法生产肌苷酸和鸟苷酸 （ I＋ G）
呈味核苷酸 的主要品种是 肌苷酸钠和鸟苷酸钠,
商品名简称为 （ I＋ G）,用 核酸酶 Pl降解 RNA可获得
GMP和 AMP，其中 AMP经 脱氨 生成 IMP。双酶法生
产（ I十 G）工艺 。
4,菌体自溶法生产核苷酸
磷酸二酯酶 在合适的条件下降解细胞内的 RNA
可产生 5′-核苷酸 。 在国内用谷氨酸产生菌体自溶法
生产 5‘-核苷酸 。
（ 1） 菌体自溶法生产核莆酸工艺流程：
5,碱水解法生产 2＇, 3＇ -混合核苷酸
RNA结构中的磷酸二酯键对于碱性条件不稳定,
很容易生成 2′,3-环状磷酸酯, 此环状磷酸酯对碱更
不稳定, 很易加水分解生成 2＇, 3＇ -混合核苷酸 。
取 RNA配成 3％ ～ 3.5%的水溶液, 加氢氧化钠达
0.3mol／ L浓度, 升温至 38℃, 保温 16～ 20小时, 用
6mol／ L盐酸中和至 pH7.0,从 RNA水解成 2′,3＇ -
核苷酸的降解率达 95％ 以上, 将 2′,3＇ -混合核苷酸
制成每片含 50～ 100mg的片剂, 经临床使用, 对非特
异性血小板减少症, 对白血球减少症, 癌肿的化疗和
放疗后的升白血球均有较好疗效 。
（ 二 ） 发酵法生产核苷酸
1,发酵法生产肌苷酸 （ IMP）
2,发酵生产黄苷酸 （ XMP） 及酶法转化成鸟苷酸
（ 三 ） 半合成法制备核苷酸
由于 发酵法生产核苷 的产率很高,核苷悬浮于磷酸
三甲酯或磷酸三乙酯中，在冷却条件下加入氯化氧磷，
进行磷酸化，从核苷生成 5′-核苷酸收率可达 90%。
例一：肌苷 2mmol／ L悬浮于 5ml磷酸三乙酯中, 温
度控制 0℃, 添加氯化氧磷 6mmol／ L,水 2mmol／ L，
反应 2h,5＇ -IMP摩尔产率达 91％ 。
例二：鸟苷 2mmol／ L悬浮于 5ml磷酸三甲酯中, 温
度控制 0℃, 添加氯化氧磷 6mmol／ L,水 2mmo/L，
反应 6h,5＇ -GMP摩尔产率达 90%。
三, 核苷的制备
本节叙述核苷的 化学法 和 发酵法 生产 。
（ － ） RNA化学水解法制备核苷
1,核苷生产工艺流程
RNA经甲酰胺化学水解制备核苷
（ － ） RNA化学水解法制备核苷
1,核苷生产工艺流程 （ 图 14·8）
（ 二 ） 发酵法生产核苷
发酵法生产 核苷 是近代发酵工程领域中的杰出成果,
产率高, 周期短, 控制容易, 产量大 。 用发酵法生产各种
核苷的菌株有着许多 共同特点,
① 它们都使用 磷酸单酯酶 活力很强的枯草芽孢杆菌或短小
芽抱杆菌为诱变出发菌株；
② 它们都是通过使用 物理或化学诱变 方法选育出在遗传性
状上具有特定标记的诱变菌；
③ 它们在发酵培养时必须提供 限量的生长因素, 并且好氧,
在某一特定的范围内累积大量核苷 。
1,发酵法生产肌苷 (枯草杆菌 )
2,发酵法生产鸟苷和黄苷 (肌苷产生菌 )
3,发酵法生产腺苷 (产氨短杆菌 )
第二节 核酸类药物
核酸类药物 可分 两大类 。 一类 为具有 天然结构 的
核酸类物质, 这些品种都是 生物体合成 的原料, 或
是 蛋白质, 脂肪, 糖生物合成, 降解以及能量代谢
的 辅酶 。 缺乏这类物质会使生物体代谢造成障碍,
发生病态 。 提供这一类药物, 有助于改善机体的物
质代谢和能量平衡, 加速受损组织的修复, 促使缺
氧组织恢复正常生理机能 。
第二类为自然结构碱基, 核苷, 核苷酸结构的类
似物或聚合物, 这一类核酸类药物是当今人类治疗
病毒, 肿瘤, 艾滋病的重要手段, 也是 产生干扰素,
免疫抑制 的临床药物 。
第二类核酸类药物 大部分由 自然结构的核酸类物
质 进行半 合成为结构改造物, 近年来发展为 化学 -酶
合成法 。 大大提高收率, 降低成本 。
一, 叠氮胸苷 （ Azidothymidine,AZT）
（一）结构与性质
AZT是 1987美国 FDA批准的治疗 艾滋病 的新药 。
AZT的药理作用是人体内经 磷酸化 后生成了 3`-叠氮 -
2′-脱氧胸腺嘧啶核苷酸，后者 取代了正常的胸腺嘧
啶核苷酸参与病毒 DNA的合成，含有 AZT成份的
DNA不能继续复制，从而达到阻止病毒增殖的目的 。
（ 二 ） 生产工艺
此合成路线的起始 原料是胸苷,目前主要是从
DNA水解法 制备，由于原料来源少，合成路线较复
杂，成本很高。
已见报道的胸苷合成方法还有两条途径：
① 从 2′-脱氧胞苷或 2′-脱氧鸟苷或 2＇ -脱氧腺苷与 胸
腺嘧啶 反应, 经大肠杆菌产生的 磷酸化酶 催化生成 胸
苷 。
② 从鸟苷 （ 300mmol／ L） 与胸腺嘧啶 （ 300mmol
／ L） 反应, 在欧文氏菌 AJZ992所产生的 嘌呤核苷磷
酸化酶 和 嘧啶核苷磷酸化酶 的催化下生成 5′-甲基尿苷,
然后经化学法合成胸苷 。
二, 阿糖腺苷 Adeninearabinoside
（ 一 ） 结构与性质
阿糖腺苷 的化学名称为 9-β-D-阿拉伯呋喃糖腺嘌呤,
或称 腺嘌呤阿拉伯糖苷 。
早在 1960年就在实验室合成了阿糖腺苷, 1969年美
国用 Streptomyces antibioticus NRRL3238菌株, 1972
年日本用 Strepto－ myces hebacecus 4334菌株 发酵法分
别制备了阿糖腺苷 。
1979年用 从 E,Coli中分离得到的 尿嘧啶磷酸化酶
和 嘌呤核苷磷酸化酶, 以 固相酶 的方法 将阿糖脲苷
转化为阿糖腺苷 。
（ 二 ） 生产工艺
1,酶 -化学合成法
最新的 阿糖腺苷 的合成法是 酶 -化学合成法, 用
尿苷 为原料经 氧氯化磷 和 二甲基甲酰胺 反应, 生成
氧桥化合物, 在碱性水溶液中水解成阿糖尿苷, 然后
利用阿糖尿苷中的 阿拉伯糖 经 酶法 转化成 阿糖腺苷 。
经选育从阿糖尿苷酶法合成阿糖腺苷的优秀菌株是
产气肠杆菌 （ Enterbacteraerogens），这株菌能产生
尿苷磷酸化酶 （ Upase）和 嘌呤核苷磷酸化酶
（ Pynpase），用这个菌株的 休止细胞 作为酶源，从
阿糖尿苷和腺嘌呤能高效地合成阿糖腺苷，菌体也可
制成固定化细胞进行连续生产。
2,以 5`-AMP为原料的化学合成
（ 三 ） 作用与用途
阿糖腺苷 是近年来引人注目的 广谱 DNA病毒抑制
剂,对单纯 疱疹 Ⅰ, Ⅱ 型，带状疱疹，巨细，牛痘
等 DNA病毒，在体内外都有明显抑制作用 。目前认
为，阿糖腺苷是治疗单纯疱疹脑炎最好的抗病毒药物。
阿糖腺苷在体内受激酶作用生成的 阿糖腺三磷，
是脱氧腺三磷（ dATP）的拮抗物, 从而阻抑了以
dATP为底物的病毒 DNA聚合酶的活力 。而且阿糖腺
三磷对于病毒 DNA聚合酶的亲和性比宿主细胞的同
一个酶的亲和性高。因此这个药物对于抑制病毒具有
较高选择性。
三, 三氮唑核苷
（ 一 ） 结构与性质
三氮唑核苷商品名 病毒唑, 对 DNA病毒, RNA病
毒都有广泛作用 。 本品为白色结晶, 熔点 174～ 176℃,
易溶于水 。
这个化合物经 X线解析, 它的立体结构与腺苷,
鸟苷非常类似, 在体内被磷酸化成三氮唑核苷酸,
抑制肌苷酸脱氢酶 阻断鸟苷酸的生物合成, 从而抑制
病毒 DNA合成 。 它的另一特点是对病毒作用点多,
不易使病毒产生抗药性 。
（ 二 ） 生产工艺
酶合成法 使用 产气肠杆菌, 以 （ 尿苷 ） 肌苷和
TCA为底物可以用酶法简易地合成三氮唑核苷
采用前段与后段由两个不同的酶催化, 即前段使用
嘧啶核苷磷酸化酶, 后段使用 嘌呤核苷磷酸化酶 。
四, 阿糖胞苷 （ Cytarabine,Cytosine arabinoside，
Arabinosyl Cytosine,Aracytidine）
（ 一 ） 结构与性质
阿糖胞苷 又称 胞嘧啶阿拉伯糖苷,糖的组成部分是
阿拉伯糖 。白色或类自色结晶性粉末，无臭，易溶
于水，略溶于甲醇、乙醇中，乙醚中极微溶。
阿糖胞苷进入体内转变为阿糖胞苷酸，抑制
DNA聚合酶,阻止胞二磷转变为脱氧胞二磷从而抑
制 DNA的合成,干扰 DNA病毒繁殖和肿瘤细胞增殖。
只能注射 。
（ 二 ） 生产工艺
1,以 5＇－ CMP为原料的合成法
（ 1） 工艺路线：
2,工艺过程：
① 水解,并加入处理好的 6.5L 氢氧化镧凝胶, 总体
积为 7.5L,升温至 90℃, 在不断搅拌下, 于 pH9下进
行水解 。 在不同的反应时间内, 均匀取出 2mL凝胶溶
液, 离心分离, 取上清液 5至 10μl,pH9.2电泳分析,
检查水解程度 。
② 氧桥化,氧桥化后总 OD光谱高峰位置移至 264nm
（ pH2）
③ 氨解,使氧桥断裂 3‘,5’-乙酰基脱落 。
④ 成盐, 2％ 盐酸 -甲醇
2,以葡萄糖酸钙为原料的合成路线
五, 聚肌胞苷酸 （ 聚肌胞 ） （ Poyinosinic,
Polycytidylic Acid,Poly1,C）
（ 一 ） 结构与性质
1967年美国人 Field发现 聚肌胞 是 干扰素诱导物, 而
且具有广谱抗病毒作用 。 本品是 人工合成的干扰素
诱导剂, 系由多聚肌苷酸和多聚胞苷酸组成的双股
多聚核苷酸 。 本品可 溶于 0.85％ 氯化钠 溶液 。
（ 二 ） 生产工艺
70年代中期我国开始研制聚肌胞, 其生产工艺如下：
1,底物 5-核苷二磷酸吡啶盐的制备
（ 3） 固定化 多核苷酸磷酸化酶, 将分离纯化的酶液
滴加入冰浴中的载体, 得到共价结合的固定化多核苷
酸磷酸化 。
3,Poly I,C制备
（ 1） 底物预处理,CDP吡啶盐转成锂盐, IDP转成
钠盐 。
（ 2） 酶促反应,（ 每毫升反应液含 μmol／ L数 ）
IDP或 CDP 15； Tris 150； MgC126；
EDTA 1；聚合酶 5单位, pH9.0,37℃, 3～ 4小时 。
用 盐酸调 pH1.5～ 2.0,使 PolyI（ 或 Poly C） 沉淀, 立
即离心 。 此后在磷酸液冲液中溶解, 等摩尔 Poly I与
Poly C混合, 生成产品 。
（ 三 ） 作用与用途
本品具有抗病毒, 抗肿瘤, 增强淋巴细胞免疫功
能和抑制核酸代谢等作用 。 本品注入人体 诱导产生
干扰素 。
临床已试用于肿瘤、血液病、病毒性肝炎及痘类毒
性感染等多种疾患。
六, 胞二磷胆碱 （ CDP-胆碱 ） （ Citico line，
CDP— choline,Cytidine diphosphocholine）
（ 一 ） 结构与性质
胞二磷胆碱其化学名称为胞嘧啶核苷 -5＇ -二磷酸
胆碱钠盐本品为白色无定形粉末, 易吸湿, 易溶于
水, 几不溶于乙醇, 氯仿, 丙酮等多数有机溶剂 。 1
％ 水溶液 pH2.5～ 3.5,注射液 pH7.0。
（ 二 ） 生产工艺
1,酶合成法
胞二磷胆碱由微生物菌体所提供的酶系催化 胞苷酸 和
磷酸胆碱 而合成, 国内使用啤酒生产中 废弃的酵母,
反应体系为：
磷酸二氢钾～氢氧化钠缓冲液 （ pH8.0） 200mol／ ml，
CMP20μmol／ ml,磷酰胆碱 30μmol／ ml，
葡萄糖 1000μmol／ ml,MgSO4.7H2O 20μmol／ ml，
酵母泥 550mg／ m1。
上述反应体系于 28℃ 保温 20小时, 胞二磷胆碱对胞苷
酸的收率为 80％ 。
2,粘性红酵母发酵法
国外发现一株粘性 红酵母可高产胞二磷胆碱 。
菌体培养基 （ g／ L）,葡萄糖 50；多胨 5；酵母膏
2； KH2PO4 2； （ NH4） 2HPO4 2； MgSO4.7H2O 1；
pH6.0,经 28℃, 22h培养, 收集菌体, 菌体经 0.2mol
／ L磷酸缓冲液 pH7.0洗涤, 备用 。
产生胞二磷胆碱的反应体系 （ g／ L）,葡萄糖 140；
MgSO4.7H2O 6； 5＇－ CMPNa2 20； 磷酸胆碱 20；析
干 菌体 50；反应体系中保持磷酸缓冲缓 pH7.0,
0.2mol／ L,30℃, 28小时产胞二磷胆碱 9.8g／ L,对
5′-CMP收率 92.5％ 。
提取工艺,反应液离心除去菌体，用 0.5mol／ L
KOH调 pH8.5，上 dowex 1× 2（酸型）树脂，水洗
后用 甲酸梯度洗脱,在 0.04mol／ L甲酸洗脱液中收
集产品，含胞二磷胆碱溶液上活性炭柱，丙酮 -氨水
溶液洗脱，减压浓缩，乙醇中结晶。
（ 三 ） 作用与用途
胞二磷胆碱是 卵磷脂 生物合成的 前体 。 当脑功
能下降时, 脑组织内卵磷脂含量显著减少 。 本品能
促进卵磷脂生物合成, 兴奋脑干网状结构, 特别是
上行网状联系, 提高觉醒反应, 降低, 肌放电, 阈
值, 恢复神经组织机能, 增加脑血流量和脑耗氧量,
从而 改善脑循环和脑代谢, 大大提高患者的意识水
平 。
临床用于减轻严重脑外伤和脑手术伴随的意识障
碍, 治疗帕金森氏症, 抑郁症等精神疾患 。 由于
胞二磷胆碱是在 ATP存在下 参与磷脂的合成反应,
故合用 ATP可提高本品疗效；用于脑外伤, 脑出
血患者可合用止血剂和防水肿药；用于震颤麻痹
可合用 L-多巴；用于精神病可合用镇静药 。
