胞磷胆碱钠的制备

背景及概述

胞磷胆碱钠是一种神经保护剂，是内源性合成磷脂酰胆碱的中间体，为卵磷脂生物合成所必需的辅酶。作为临床常用的神经激活剂，胞磷胆碱钠是一种核苷衍生物。又名胞二磷胆碱钠，化学名为胆碱胞嘧啶核苷二磷酸酯单钠盐。是一种脑代谢激活剂.临床上主要用于急性颅脑外伤和脑手术后意识障碍。以及治疗帕金森综合征和神经性耳聋。也可用于其他中枢神经系统急性损伤引起的功能和意识障碍、缺血性脑血管病和血管性痴呆，对老年性痴呆症、抑郁症、延缓衰老和提高学习效果和记忆力等都有一定的疗效。

制备

关于胞磷胆碱钠制备方法的报导很多，但大致可归纳为三种途径。一种是有机化学合成法。该法存在产品难与缩合剂分离，不适合药用，反应转化率低，副产物多，成本高，环境污染严重等问题；一种是微生物发酵法，该法存在产物浓度低，产率不稳定等问题：还有一种是酶促合成法，如利用啤酒酵母泥等微生物进行生物合成。采用游离的啤酒酵母泥细胞酶促合成，工艺简单、转化率高，成本低。通过酶促合成法合成胞磷胆碱钠的生产工艺过程可以分为酶促合成工艺和提取纯化工艺两大部分。本文通过正交设计法对酶促合成工艺中反应液组成的条件进行了研究.即对反应液中胞苷酸、磷酸胆碱、葡萄糖、速冻啤酒酵母泥、硫酸镁的加入量进行优化，找到了反应底物的配比。

实验方法

啤酒酵母泥酶促合成胞磷胆碱钠的原理为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啤酒酵母泥[1]。其中方程式为：

图1 胞磷胆碱钠合成方程式

取适量胞苷酸、磷酸胆碱及葡萄糖分别置于锥形瓶中，加入纯化水，搅拌溶解后，加入速冻啤酒酵母泥，搅拌均匀，升温至29℃。加入定量的硫酸镁，搅拌均匀，开始计时。维持反应温度30±1℃左右，反应2小时后取样，测转化率，补加葡萄糖，以补充代谢过程中所消耗的能量物质，加葡萄糖后搅拌均匀。以后每反应1.5小时补加一次葡萄糖，反应8小时后取样，测转化率。反应结束后。加热升温至70±2℃保温10 min，迅速冷却至室温。将反应液进行板框压滤，得压滤液，滤渣干燥后可用做饲料。以胞苷酸投入量的转化率计算胞磷胆碱钠酶促反应合成的收率，30±1℃温度条件下反应，反应时间为约8小时。用琼脂糖电泳法和紫外分光光度法试验3次平均测定转化率。

结果与讨论

在啤酒酵母泥酶催化下，以胞苷酸为起始底物进行胞磷胆碱钠的合成.该方法中所使用的主要原料有葡萄糖、磷酸胆碱、胞苷酸和硫酸镁。在合成工艺中应该严格控制胞苷酸的用量。以100 mL反应液为准，确定底物浓度的组成方案为：葡萄糖30 g，磷酸胆碱7.0 mL，胞苷酸1.0 g，硫酸镁0.5g。

结论

在啤酒酵母泥酶催化下，以胞苷酸为起始底物合成胞磷胆碱钠，该路线中所使用的主要原料有葡萄糖、磷酸胆碱、胞苷酸和硫酸镁，以胞苷酸的转化率作为考察指标，对工艺中四种主要原料的用量进行优化。以100 mL反应液为准的底物浓度的组合方案为：葡萄糖30 g，磷酸胆碱7.0mL，胞苷酸1.0 g，硫酸镁0.5 g。此外啤酒酵母泥酶催化反应的初始pH、反应温度和时间有待进一步考察，以最终得到啤酒酵母泥酶催化下，以胞苷酸为起始底物合成胞磷胆碱钠的总工艺。

参考文献

[1] 红星，邱蔚然，丁庆豹．用固定化啤酒酵母细胞合成嘧啶核苷二磷酸胆碱[J]，华东理工大学学报自然科学版，2002，28(4)：372-375