[发明专利]β-烟酰胺单核酸的合成方法及其中间体

说明书

本发明涉及β‑烟酰胺单核酸的方法及其中间体，本发明使用了生物界广泛存在的磷脂代谢酶磷脂酶D和磷脂酶C作为催化剂，两步酶解法或一锅法制备β‑烟酰胺单核酸；在两步酶解法中获得中间体，即磷脂酰烟酰胺核糖。反应步骤简单、生产成本低、绿色环保无公害、适宜大规模工业化生产等优势。

技术领域

本发明涉及β-烟酰胺单核酸的合成方法及其中间体，特别涉及β-烟酰胺单核酸和磷脂酰烟酰胺核糖两种产品的酶法催化制备方法和合成β-烟酰胺单核酸所得的中间体磷脂酰烟酰胺核糖。

背景技术

β-烟酰胺单核酸(Nicotinamide Mononucleotide,NMN)是生命体代谢的关键辅因子烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD⁺，辅酶I)合成的直接前体，存在于几乎所有的生命体中。主导人体内数百项生命活动，是细胞能量代谢不可或缺的关键性因子，催化产生95％以上生命活动所需的能量。为了维持生命体的正常功能，人体每天需要大量合成NMN，再转化为对于辅酶I。食物中的NMN极少，远远不能满足人体需求，比如日常饮食中含NMN较多的蔬菜毛豆和西兰花每公斤含有的NMN平均不到10mg，一个成年人身体中每天合成的NMN数量大致相当于几百公斤的水果蔬菜！(Cell Metabolism,2016,24:795-806)

许多研究表明NAD⁺的水平常常伴随机体衰老而降低，特别是中年后，动物体内的辅酶I(NAD⁺)数量急剧减少,由此会导致人体出现各种衰老症状，例如记忆力衰退、心血管功能弱化、免疫力低、抵抗力差、睡眠质量下降、精力衰退、便秘、脱发和食欲不振等等。特别是近几年来，国际权威的学术杂志持续不断发表人体和动物研究,反复证明补充NMN可有效地增加和恢复体内辅酶I水平，大幅延缓衰老和防止老年痴呆症等多种神经元退化疾病，并由此从根本上调理和改善衰老的各种症状。其它研究还涉及癌症、不孕不育、肥胖、脑出血、心脏衰竭、心脏损伤、血管老化、急性肾衰竭、糖尿病等，表明补充NMN具有多方面的医疗和保健潜力(Cell Metabolism,2011，14：528-536；2016,24:795-806)。而外源补充NAD⁺的前体NMN可显著提升细菌、哺乳动物体内NAD⁺水平，延缓衰老的进程、提高生命代谢的活力(Developmental Cell,2020,53:240-252)。

目前已有数种NMN保健品上市，根据有关统计，使用者反馈的个案效果非常多样化，包括：精力改善、体力改善、脂肪减少肌肉增加、运动能力增强、皮肤改善、脱发减少、头发增生、睡眠改善、生物钟调节、免疫调节、过敏减轻、性功能增强、食欲提振、视觉疲劳减轻、视力改善、情绪提升、高血糖下降、高血压收缩压下降、低血压恢复正常、便秘改善等等。

最早人们试图通过化学法来生产NMN，该方法能常是以烟酰胺核糖(NR)为原料，用三氯氧磷等进行磷酸化得到(Chem.Commun.1999,729-730，CN 107613990 A)，但所获产品杂质多、纯化困难、得率低，综合生产成本高，且涉及大量有毒有害试剂的使用，污染重，不宜用于食品级NMN的生产。因而以酶催化的方法来生产NMN就成为当前NMN生产的主流方式。酶法催化合成NMN的方法有多种，但这些方法大多与生物体内NMN代谢合成有关，需要多种酶参与、且需要以ATP等价格昂贵的生物分子作为NMN的磷酸基供体，或者需要使用价格极其昂贵的底物。

例如：专利CN 108026130 A和CN 110195089 A中以烟酰胺、ATP和核糖为原料，通过烟酰胺磷酸核糖转移酶、核糖磷酸焦磷酸激酶和核糖激酶组成多步催化反应，来生产NMN。

专利CN 108026535 A中以烟酰胺、ATP和AMP为原料，通过烟酰胺磷酸核糖转移酶、核糖磷酸焦磷酸激酶以及AMP核苷酶催化组成的多步催化反应，来生产NMN。

专利PCT/CN2016/092457中以烟酰胺、ATP和木糖为原料，通过烟酰胺磷酸核糖转移酶、核糖磷酸焦磷酸激酶、核糖-5-磷酸异构酶、核酮糖-3-磷酸异构酶、木酮糖激酶、以及木糖异构酶组成的多步反应，来生产NMN。