概述/性質(zhì)
維生素 B12（又被稱為氰鈷胺素）是一種高度復雜的必需維生素，因其含有礦物質(zhì)鈷而得名。 這種維生素由細菌自然產(chǎn)生，是DNA合成和細胞能量產(chǎn)生所必需的。維生素B12 有多種形式，包括氰基、甲基、脫氧腺苷和羥基鈷胺素形式[1,2]。
圖1 維生素B12含片
用途
用于治療維生素 B12 缺乏癥并改善與惡性貧血（巨幼紅細胞指數(shù)、胃腸道病變和神經(jīng)損傷）相關(guān)的癥狀和實驗室異常。這種藥物有助于生長、細胞繁殖、造血、核蛋白和髓鞘合成。 它還在脂肪代謝、碳水化合物代謝以及蛋白質(zhì)合成中起重要作用。經(jīng)歷快速分裂的細胞（例如上皮細胞、骨髓和骨髓細胞）對維生素B12的需求量很大[1]。
維生素B12補充劑隨處可見，適用于因各種原因需要補充劑的患者。 維生素B12高于正常的劑量需求（由妊娠、甲狀腺毒癥、溶血性貧血、出血、惡性腫瘤、肝腎疾病引起）通常可以通過口服補充來實現(xiàn). 不建議吸收不良患者口服維生素B12產(chǎn)品，因為這些形式主要在胃腸道中吸收[1]。
作用機理
維生素 B12 作為甲硫氨酸合酶和 L-甲基丙二酰輔酶A變位酶的輔助因子。甲硫氨酸合酶對于合成形成DNA的嘌呤和嘧啶至關(guān)重要。L-甲基丙二酰輔酶A變位酶在丙酸降解過程中將L-甲基丙二酰輔酶A轉(zhuǎn)化為琥珀酰輔酶A，這是脂肪和蛋白質(zhì)代謝所需的重要反應。在上述反應中缺乏維生素B12輔因子以及由此產(chǎn)生的甲基丙二酰輔酶A的積累被認為是導致B12缺乏的神經(jīng)學表現(xiàn)的原因。琥珀酰輔酶A也是合成血紅蛋白所必需的[1, 3-5]。
在組織中，從同型半胱氨酸合成甲硫氨酸需要維生素B12。甲硫氨酸是S-腺苷甲硫氨酸形成所必需的，S-腺苷甲硫氨酸是近100種底物的甲基供體，包括 DNA、RNA、激素、蛋白質(zhì)和脂質(zhì)。沒有維生素 B12，四氫葉酸不能從5-甲基四氫葉酸再生，而這可導致功能性葉酸缺乏。該反應依賴于甲基鈷胺素（維生素B12）作為輔助因子，也依賴于葉酸，其中甲基四氫葉酸的甲基轉(zhuǎn)移到同型半胱氨酸，形成甲硫氨酸和四氫葉酸。維生素B12 與循環(huán)葉酸結(jié)合，進入生長的紅細胞；將葉酸保留在這些細胞中. 維生素B12缺乏和這種反應的中斷會導致巨幼紅細胞性貧血的發(fā)展[1,3-5]。
制備
微生物合成是商業(yè)生產(chǎn)維生素 B12 的唯一來源。沒有其他已知的來源或合成方法可以產(chǎn)生B12維生素。 維生素B12是在正常的微生物代謝過程中產(chǎn)生的[2]。1948年，Rickes 及其同事首次從放線菌Streptomyces griseus 中回收了活性結(jié)晶形式的B12[2]。目前，維生素 B12 的大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)是通過微生物發(fā)酵進行的，主要使用假單胞菌、謝爾曼丙酸桿菌或苜蓿中華根瘤菌[2]。 然而，這些菌株有幾個缺點，例如發(fā)酵周期長、培養(yǎng)基要求復雜且昂貴，以及缺乏適合菌株工程的遺傳系統(tǒng)。 迄今為止，對這些生產(chǎn)者的大部分研究都集中在傳統(tǒng)策略上，例如隨機誘變和發(fā)酵過程優(yōu)化，對代謝工程的研究有限。近年來，越來越多的研究者開始在大腸桿菌中構(gòu)建生產(chǎn)維生素B12的代謝途徑[2]。
參考文獻
1.O'Leary F, Samman S: Vitamin B12 in health and disease. Nutrients. 2010 Mar;2(3):299-316.
2.Fang H, Jie K, Zhang D. Microbial production of vitamin B12: A review and future perspectives[J]. Microbial Cell Factories, 2017, 16(1).
3.Scott JM: Folate and vitamin B12. Proc Nutr Soc. 1999 May;58(2):441-8.
4.Birn H: The kidney in vitamin B12 and folate homeostasis: characterization of receptors for tubular uptake of vitamins and carrier proteins. Am J Physiol Renal Physiol. 2006 Jul;291(1):F22-36.
5.Sharabi A, Cohen E, Sulkes J, Garty M: Replacement therapy for vitamin B12 deficiency: comparison between the sublingual and oral route. Br J Clin Pharmacol. 2003 Dec;56(6):635-8.