文 献 综 述

1. L-核糖的研究背景

核糖（Ribose，C5H10O5）是一种典型的五碳糖，但却具有非常独特的结构：在费希尔投影中，它的羟基都位于主链的一侧。它与生物遗传的关系十分密切，对生物体的生理活性也具有重要的调控作用；它是各种核糖核酸 ( RNA ) 、核苷酸辅酶、以及ATP、NADP的组成成分。L-核糖本身是重要的药物合成中间体，对HIV病毒等具有较好的抑制作用。它可以人为地替代D-核糖在细胞内部自身合成L-型核糖核酸, 使得生物体遗传信息的转录发生错误，从而起到抗病毒和抗肿瘤的作用，减少对正常细胞的毒性。另外，L-核糖广泛用于合成具有抗病毒活性的核苷类化合物，如: L-核糖的改性核苷衍生物1-（2-氟-5甲基-β-L-阿拉伯-呋喃糖）尿嘧啶（L-FMAU)，临床前研究表明它能有效地抗乙肝病毒（HBV). 衍生物β-L-5-氟-2；，3；-双脱氧胞苷（β-L-5-FddC)对HIV-1和HBV有强抗病毒活性，且对人体细胞的毒性比相应的D-核糖衍生物大大降低，衍生物2-脱氧-L-核糖与腺嘌呤等有机碱形成的核苷衍生物在癌症、乙肝、丙肝等疾病的治疗方面也具有很大的应用潜能。

2. 核糖的合成方法

2.1 核糖的化学法合成

L-核糖通常以较廉价的糖（L-阿拉伯糖, D-果糖, D-葡萄糖）[1]为原料制备。比如将L-阿拉伯糖衍生物C-2羟基的构型翻转即可得到L-核糖构型的产物，实现这一翻转的方法有两种，一种是先将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；另一种是将C-2位羟基氧化和在硼氢化钠或硼氢化锂存在的条件下将羰基还原。为增加反应效率，使用了一些催化剂，除了常用的钼化合物催化剂外[2]，还有钨、锶、钙等络合物[3,4]和三氧化钼与3-羟丙基吡啶体系等[5]。目前，L-核糖的化学合成研究较为深入，在合成步骤与收率等方面均有了较大的提高，但仍存在化学试剂昂贵，反应步骤繁琐，总收率低，合成过程中使用大量有机溶剂和产生有害的副产物等问题，难以适应绿色工业化生产的要求[6,7]。

2.2 核糖的生物法合成

一、以核糖醇为原料制备

L-核糖以核糖醇为底物制备L-核糖主要有两种方法，分别为两步转化法[8]和一步法转化法[9]。二步法转化核糖醇生产L-核糖，第一步利用Acetobacter aceti IFO 3281细胞中的核糖醇脱氢酶与核糖醇反应，将L-核糖醇氧化成L-核酮糖，转化率达到98%，第二步用上步得到的L-核酮糖作为底物，Acincetobacter sp. DL-28菌体中的L-核糖异构酶（L-Ribose isomerase, 简称L-RI酶）使L-核酮糖异构化为L-核糖，最终L-核糖占混合物的70%。一步法转化法将在Apium graveolens菌株中发现的NAD依赖型甘露醇-1-脱氢酶（Mannitol-1-dehydrogenase，简称MDH)克隆到大肠杆菌中并表达成功后，用表达成功的重组菌株放大培养，用MDH重组大肠杆菌全细胞催化1L100 g#183;L-1的核糖醇，72h可以转化55%, 生产效率为14.7g#183;L-1day-1。

二、以L-阿拉伯糖为原料制备L-核糖