超高純度ATP制備下游工藝解決方案
瀏覽次數:2410 發布日期:2022-12-14
來源:蘇州藍曉生物
ATP簡介及市場背景
圖1:三磷酸腺苷(ATP)
三磷酸腺苷(Adenosine triphosphate,ATP)是一種核酸,作為細胞內能量傳遞的“分子通貨”,儲存和傳遞化學能。ATP在核酸合成中也具有重要作用。ATP 是三磷酸腺苷的英文名稱縮寫。ATP分子的結構式可以簡寫成A-P~P~P,其中A代表腺苷,P代表磷酸基團,~代表一種特殊的化學鍵,叫做高能磷酸鍵,高能磷酸鍵斷裂時,大量的能量會釋放出來。ATP可以水解,這實際上是指 ATP分子中高能磷酸鍵的水解。高能磷酸鍵水解時釋放的能量多達 30.54kJ/mol,所以說 ATP 是細胞內一種高能磷酸化合物。
ATP作為核苷類衍生物在體內參與磷脂類(卵磷脂,腦磷脂,絲氨酸磷脂、鞘磷脂等)的生物合成。在醫藥和精細化工行業中有著廣泛的用途,尤其在醫藥領域的應用,有著不可替代的功能。國內目前能進行三磷酸腺苷生產的公司較少,且產品純度不高,產量較低,規模效益很差,一些企業被迫停產。國內生產的三磷酸腺苷無法滿足制藥等行業的需求,每年都要花費大量外匯進口三磷酸腺苷。
ATP的合成
三磷酸腺苷(ATP)是以次黃嘌呤核苷酸為底物,經生物發酵的技術制得的高能化合物,三磷酸腺苷是體內組織細胞一切生命活動所需能量的直接來源,被譽為細胞內能量的“分子貨幣”,儲存和傳遞化學能,蛋白質、脂肪、糖和核苷酸的合成都需它參與,可促使機體各種細胞的修復和再生,增強細胞代謝活性,對治療各種疾病均有較強的針對性。
隨著酶工程、生化技術的發展,以三磷酸腺苷(ATP)為原料,采用酶促法生產醫藥產品,已達到產業化應用規模,ATP市場需求日益增加。目前國內市場ATP供應,基本上采用以腺苷為原料合成ATP的工藝生產。
高純度ATP的規模化生產及下游工藝解決方案
我們從大規模工業化生產三磷酸腺苷(ATP)的角度出發,利用成本低廉的發酵-層析分離的方法生產。由于三種磷酸腺苷的理化性質很相近,而且三磷酸腺苷酶轉化液中各種雜質含量較多,導致下游分離純化很困難。目前國內在分離方面存在的缺點是:所用樹脂的分離度低;樹脂利用率低;所得產品色素含量高;產品的收率和純度較低等。
針對以上問題,我們提出了如下的分離策略:首先,由于三磷酸腺苷酶轉化液中蛋白含量高,雜質種類多等特點,提出了用鹽酸沉淀蛋白、離心、超濾等方法對KFP酶轉化液進行預處理,得澄清液,達到了上柱要求。雖然ATP酶轉化液中雜質含量很高、種類多,但是為簡化工藝,縮短生產周期,藍曉科技嘗試只通過一種層析填料對ATP進行分離,等度洗脫即可達到99%純度,收率也可以達到90+%。(此款層析介質同樣適用于NTP及類似物。)
圖1和2:藍曉科技ATP純化工藝制備的ATP HPLC色譜圖
藍曉科技大規模制備超高純度ATP工藝案例
藍曉科技大規模純化超高純度ATP用填料(具體型號請聯系藍曉科技電話:0512-65160522)與傳統層析填料相比,顯著提高了下游純化工藝的生產效率和樣品回收率,廣泛應用于抗體、蛋白質、多肽、核酸等生物分子的捕獲、中度純化、精細純化。
中試應用案例:
圖2:純化UV圖
(1)層析填料:具體型號聯系藍曉科技電話:0512-65160522
(2)樣品:5mg/ml濃度 ATP粗品
(3)波長:259nm
(4)柱體積:980.86ml
(5)流速:120cm/h;
圖3:樣品原液HPLC純度檢測(原液純度89.44%)
圖4:ATP目標HPLC純度檢測(純度99.71%)
核苷、核苷酸(帽子類似物)純化冊及產品說明書(掃碼即可查閱下載)