酵母核酸

酵母核酸是從天然酵母中提取的核糖核酸,目前主要套用於醫藥、保健食品以及嬰幼兒食品中,隨著現代生物提取技術的發展,酵母核酸套用趨於廣泛,尤其在抗癌新藥、保健品及嬰幼兒食品等方面取得了不少突破。酵母核酸產業的發展將成為生物產業的一個亮點。

酵母核酸簡介

酵母核酸又稱為酵母RNA,是從天然酵母中提取的核糖核酸。酵母由於種屬不同,自身所含的核酸(RNA)由3——15%不等,核酸是重要的遺傳物質,對生命體的意義非常重大(可以參照百科核糖核酸的介紹),因此近年來,國內外一些酵母生產的大公司,都先後依靠自身的酵母資源對酵母進行深加工綜合利用,生產酵母核酸產品。
酵母核酸是通過現代生物提取技術,將酵母中的核酸分離純化,使核酸的純度達到85%以上的產品,其目前主要套用於醫藥、保健食品以及嬰幼兒食品中。市面上銷售的酵母核酸分為粉體和膏體兩種形態,含量從85——95%不等,含量越高價格越貴。在國外酵母核酸的生產主要集中在巴西,我國每年進口巴西的酵母核酸大概在800噸左右,價值2—3億,酵母核酸產品屬於潛力產品,套用面不斷擴大,市場處於供不應求的局面,因此在國內一些與酵母相關的公司也紛紛開始生產,但由於原料的不同產品質量層次不同。一些啤酒生產廠家利用生產啤酒的所剩的啤酒廢酵母提取酵母核酸,因為原料質量差,產品質量很不穩定,一般酵母核酸的含量只有50%左右,而且相對轉換率低,對後續生產加工影響大,因此國內的醫藥廠家只能高價購買國外的酵母RNA產品,隨著自身技術的進步,目前安琪酵母公司依託豐富的酵母資源,可以提供85%、90%、95%三種不同含量的酵母核酸(RNA),大大降低了國內廠家的採購成本。
酵母核酸套用趨於廣泛,尤其在抗癌新藥方面,作為前體合成物質;在嬰幼兒食品中,酵母核酸經過降解後的核苷酸,對嬰幼兒的生長發育尤為重要;在保健品中可以提高免疫、抗疲勞。酵母核酸產業的發展將是生物產業的另一個亮點。

酵母核酸提取

目的

學習和掌握從酵母中提制RNA 的原理和方法,從而加深對核酸性質的認識。

原理

提取和製備RNA 的首要問題是選RNA 含量高的材料。微生物是工業上大量生產核酸的原料,其中RNA 的提制以酵母最為理想,因為酵母核酸中主要是RNA(2.67~10.0%),DNA 很少(0.03~0.516%),而且菌體容易收集,RNA 也易於分離。此外,抽提後的菌體蛋白質(占乾菌體的50%)仍具有很高的套用價值。
RNA 提制過程首先要使RNA 從細胞中釋放,並使它和蛋白質分離,然後將菌體除去。再根據核酸在等電點時溶解度最小的性質,將pH 調至2.0~2.5,使RNA 沉澱,進行離心收集。然後運用RNA 不溶於有機溶劑乙醇的特性,以乙醇洗滌RNA 沉澱。提取RNA 的方法很多,在工業生產上常用的是稀鹼法和濃鹽法。稀鹼法利用細胞壁在稀鹼條件下溶解,使RNA 釋放出來,這種方法提取時間短,但RNA 在稀鹼條件下不穩定,容易被鹼分解;濃鹽法是在加熱的條件下,利用高濃度的鹽改變細胞膜的透性,使RNA 釋放出來,此法易掌握,產品顏色較好。使用濃鹽法提出RNA 時應注意掌握溫度,避免在20~70℃之間停留時間過長,因為這是磷酸二酯酶和磷酸單酯酶作用的溫度範圍,會使RNA 因降解而降低提取率。在90~100℃條件下加熱可使蛋白質變性,破壞磷酸二酯酶和磷酸單酯酶,有利於RNA 的提取。

實驗材料、主要儀器和試劑

1.實驗材料
活性乾酵母;pH0.5~5.0 的精密試紙;冰塊。
2.儀器
(1)藥物天平
(2)三角瓶(100mL)
(3)量筒(50mL)
(4)水浴鍋
(5)電爐
(6)試管木夾
(7)離心管
(8)離心機(4 000r/min)
(9)燒杯(250mL, 50mL, 10mL)
(10)滴管及玻棒
(11)吸濾瓶(500mL)
(12)布氏漏斗(60mm)
(13)表面皿(8cm)
(14)烘箱
(15)乾燥器
(16)紫外可見分光光度計
3.試劑
(1)NaCl(化學純)
(2)6mol/L HCl
(3)95%乙醇(化學純)

操作步驟

1.提取
活性乾酵母粉5g,倒入100mL 三角瓶中,加NaCl 5g,水50mL,攪拌均勻,置於沸水浴中提取1h。
2.分離
將上述提取液取出,立即用自來水冷卻,裝入大離心管內,以3 500r/min 離心10min,使提取液與菌體殘渣等分離。
3.沉澱RNA
將離心得到的上清液傾於50mL 燒杯中,並置於放有冰塊的250mL 燒杯中冷卻,待冷至10℃以下時,用6mol/L HCl 小心地調節pH 至2.0~2.5。隨著pH 下降,溶液中白色沉澱逐漸增加,到等電點時沉澱量最多(注意嚴格控制pH)。調好後繼續於冰水中靜置10min,使沉澱充分,顆粒變大。
4.抽濾和洗滌
上述懸浮液以3 000r/min 離心10min,得到RNA 沉澱。將沉澱物放在10mL 小燒杯內,用95%的乙醇5~10mL 充分攪拌洗滌,然後在鋪有已稱重濾紙的布氏漏斗上用真空泵抽氣過濾,再用95%乙醇5~10mL 淋洗3 次。由於RNA 不溶於乙醇,洗滌不僅可脫水,使沉澱物疏鬆,便於過濾、乾燥,而且可除去可溶性的脂類及色素等雜質,提高了製品的純度。
5.乾燥
從布氏漏斗上取下有沉澱物的濾紙,放在8cm 表面皿上,置於80℃烘箱內乾燥。將乾燥後的RNA 製品稱重。
6.含量測定
稱取一定量乾燥後的RNA 產品配製成濃度為10~50μg/mL 的溶液,在751 型分光光度計上測定其260nm 處的光密度值,按下式計算RNA 含量:
式中:OD260nm 為260nm 處的光密度值;L 為比色杯的光徑(cm);0.024 為1mL 溶液含有1μg RNA 的光密度值。
結果計算
根據含量測定的結果按下式計算提取率:

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