文 献 综 述

本课题对来自发酵放线纤维菌的L-核糖异构酶（Af-L-RI）的编码基因在大肠杆菌中克隆和表达，并对其酶学性质进行了表征，随后利用L-核糖异构酶催化L-核酮糖制备L-核糖。L-核糖是用于合成抗病毒药物的关键物质，但是它并不存在于自然界中以及许多生物体中。它对正常细胞的毒副作用非常小而且具有良好的抗肿瘤和抗病毒能力。由于L-核糖的具有许多强大的功能，所以L-核糖应用面的不断被扩大，与此同时全球对L-核糖的需求量也不断提高。制备L-核糖的方法两种：化学合成法和生物合成法。在化学合成法的相比之下，生物合成法更适用于制备L-核糖。生物合成法是应用微生物及其酶以核糖醇或L-阿拉伯糖为原料生产L-核糖。其综述了L-核糖的制备方法以及产品的分离纯化技术，并对L-核糖的现状展开详细的研究^[1]。

1.L-核糖的生理功能：

纯品L-核糖(英文名称：L-ribose)是白色结晶性粉末，分子式为C₅H₁₀O₅，具有少许甜味，容易潮解，熔点为84~86 #176;C，旋光度为[α]546²⁰＝ 24#177;1#176;，[α]D²⁰＝ 20#177;1#176;^[2]。L-核糖是一种医药中间体，合成了许多L-核糖衍生物，因此L-核糖在医学上气道了重要的应用价值，近几年，L-核糖应用到医药工业的研究逐渐开展^[3]。

2.L-核糖的化学合成法：

L-核糖的化学合成发的原料是用比较便宜的糖。将L-阿拉伯糖衍生物C-2羟基的构型翻转即可得到L-核糖^[4]。方法一：先将C-2位羟基转化为磺酸酯，然后通过亲核试剂的进攻实现构型翻转；方法二：先将C-2位羟基氧化，然后在硼氢化钠或硼氢化锂存在的条件下将羰基还原。使用的催化剂，除了钼化合物外，还有钨、锶、钙等络合物和三氧化钼与3-羟丙基吡啶体系等^[5]。通过化学合成法来制备L-核糖，虽然其转化率较高且得到的L-核糖质量也相对较好，但它的成本高，反应的过程时间长并且其步骤繁琐，对坏境也存在不利的因素比如会产生一些有害物质污染空气等，所以化学合成法很难符合工业化生产的要求^[6]。

3.L-核糖的生物合成法

3.1 L-阿拉伯糖简介：

L-阿拉伯糖为白色晶体性粉末，无气味，有甜味（甜度为蔗糖的50%左右），熔点为84~86 #176;C，溶于水和甘油，而不溶于乙醇、乙醚、丙酮。L-阿拉伯糖可在甲醇和乙醇中得到结晶，对热和酸的稳定性高^[7]。L-阿拉伯糖，又称树胶醛糖、果胶糖，是一种戊醛糖。在自然界中来源较多，但是却很少以单糖形式存在，通常与其他单糖结合，以杂多糖的形式存在于胶质、半纤维素、果胶酸、细菌多糖及某些糖苷中。L-阿拉伯糖含量较高的植物组织有玉米皮、玉米棒芯、稻子、麦子等谷类以及甜菜、苹果等植物细胞壁的半纤维素和果胶质中^[8]。在日本厚生省将L-阿拉伯糖列入”调节血糖的专用特殊保健食品添加剂”；美国医疗协会将L-阿拉伯糖列入”抗肥胖的营养补充剂或非处方药”；之后，我国卫生部于2008年正式批准L-阿拉伯糖为新资源食品，确认了其在功能糖领域的重要地位^[9]。

在医学上，L-阿拉伯糖主要作为生物医药合成用的中间体，可以用来合成一些抗病毒、抗癌和治疗心血管疾病的药物，另外它也可以作为生化试剂用于细菌培养基的制备或进行香料合成^[10]。L-阿拉伯糖还可用于硝基甲烷和或氰化物反应使碳链长度增加，消去氮从而生成L-甘露糖和L-葡萄糖，从而得到更多有用的衍生物^[11]。L-阿拉伯糖食用后很难在人体内被消化吸收，但它可以选择性抑制肠道内蔗糖酶的活性，减少人体对蔗糖的吸收和利用，有助于降低血糖和达到减肥的功效^[12]。L-阿拉伯糖具有一定的安全性，因此在功能食品应用领域具有广阔的市场前景。