1 引言
核苷酸及其衍生物在食品、醫學、農業、化妝品、及生化試劑等領域具有十分廣泛的用途。尤其在我國核苷酸的需求量很大，但主要依靠進口，在這個方面缺口很大[1]。目前核苷酸的生產工藝不完善，利用酶解法生產核苷酸以及酶解工藝條件的研究，在國內報導的很少，國內吳莉莉等人曾利用雙酶法降解核酸，生產呈味核苷酸i+g[2]。楊斌等人也對利用酶解法生產呈味核苷酸的生產進行過論述，但是都未曾對酶解核酸的工藝條件進行過最佳化摸索工作。
目前，對於核苷酸三種主要生產方法相比較而言，酶解法成本低，同時可以生產四種產品，明顯優於其他兩種生產方法。對於酶解法利用的原料rna，可以從啤酒廢酵母中提取，解決了啤酒廠廢酵母的出路，做到了資源的再生和利用。再對提取rna的廢酵母考慮綜合利用，可以產生更大的經濟效益和社會效益。雖然酶解法生產四種核苷酸有很大的優越性，但是，該方法中存在著以下幾個主要問題:1、原料質量差。目前國內rna的純度在80%左右，溶解後存在大量的雜蛋白，降低了酶解率。並且由於雜蛋白的存在增加了分離的難度。2、生產的菌株水平低：利用桔青黴作為生產核酸酶p1的菌株，其生產的酶活僅為國外菌株的60%，對rna的酶解率僅為70-85%，國外酶解率可以達到85%-95%。3、離交分離收率低：一方面由於酶解不徹底，存在許多雜質如寡聚核苷酸等，增加了分離難度；另一方面由於分離材料的選擇性差，對5’-核苷酸的吸附容量小，不能高效的分離四種核苷酸。4、結晶技術不過關。
所以通過rna水解實驗的研究，對rna水解條件進一步最佳化，得出水解rna的最佳工藝，儘可能多的得到單核苷酸，套用在各個領域。
1.1 核糖核酸酶
1.1.1 概述
從20世紀60年代以來，核糖核酸酶作為一種模型蛋白被普遍用於分子生物學研究。核糖核酸酶（rnase）的全名為聚核苷-α-寡核苷酸轉移酶，是一類廣泛存在於動植物體內的水解核酸鏈中磷酸二酯鍵的酶。這些酶對核酸的作用是水解核苷酸殘基之間的磷酸二酯鍵，生成寡聚核苷酸或單核苷酸。rnase的主要生理功能是控制細胞內rna的種類與數量分布，除參與核糖核酸轉錄後的剪下、修飾和降解等過程外，還與某些植物的自交不親和性、器官發生、宿主的防禦機制、控制腫瘤血管生成、殺滅腫瘤細胞及抑制病毒複製等有關[3]。
1.1.2 核糖核酸酶的分類
根據酶作用核酸分子部位的不同，可分為3’-磷酸二酯酶和5’-磷酸二酯酶。根據反應的最適ph不同分為酸性核糖核酸酶和鹼性核糖核酸酶。酸性核糖核酸酶主要存在於細胞的溶酶體中，水解所吞噬的異物中的rna；鹼性核糖核酸酶存在於胞液中，水解胞液中的rna。根據降解rna底物的不同一般分為3類：rnaseⅰ既能催化rna 水解，又可催化dna水解，產生5’-單核低聚核糖核苷酸或5’-單核低聚脫氧核糖核苷酸；rnaseⅱ僅使rna釋放2’、3’環狀嘌呤核糖核苷酸和3’-嘌呤核糖核苷酸；rnaseⅲ只水解rna釋放2’、3’環狀嘌呤或嘧啶核糖核苷酸和3’-嘌呤或嘧啶核糖核苷酸。根據酶作用的專一性[2]可分為核酸外切酶①蛇毒磷酸二酯酶：從毒蛇的毒液中提取的，它從核酸的單鏈的3’-oh端開始水解，生成5’-單核苷酸，該酶的最適ph為9，ca2+和mg2+為激活劑，還原劑和螯合劑抑制酶活力；②脾磷酸二酯酶：從牛脾中提取的，水解產物為3’-單核苷酸。核酸內切酶：核酸酶s1從米麴黴菌中提取出來的單鏈專一性內切酶，產生5’-單核苷酸，最適ph為4.5-5.0，需要zn2+、co2+也可刺激酶活力，但mg2+、ca2+、cu2+無效。該酶對熱較穩定，底物存在時於65℃保溫不失活。內切兼外切酶：核酸酶p1從桔青黴製得的，故又稱桔青5’-磷酸二酯酶，純化的p1酶對單鏈專一；最適溫度70℃，最適ph5；zn2+為激活劑。8mol/l的尿素和5mol/l的鹽酸胍可抑制酶的活性。核酸酶p1酶還具有3’-磷酸單酯酶的活性，可水解3’-單核苷酸、核苷二磷酸、和3’-二核苷酸的3’磷酸鍵，核酸酶p1酶常常用於製備5’-單核苷酸。