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核苷及其衍生物在抗病毒和抗腫瘤方面的作用近年來越來越引起人們的關注。 1992 年 C .Perigaud 等人對核苷類抗病毒藥物進行了綜述。2′ -脫氧鳥苷是合成寡脫氧核苷酸等多種抗病毒 、抗腫瘤核酸藥物的重要原料，在市場上有廣泛需求。脫氧鳥苷很難用化學合成法進行合成，到現在為止仍沒有成熟的化學合成脫氧鳥苷方法的報道。
現在獲得脫氧鳥苷的方法主要是采用以 DNA為原料，先用核酸酶水解生成脫氧核苷酸，然后再用磷酸單酯酶水解，使其生成脫氧核苷，此方法成本高，而且 DNA 來源有限，大規模生產會受到限制。關于酶法合成脫氧鳥苷的報道，日本橫關鍵三等應用肺炎克雷伯氏菌( K lebsiella pneumoni -ae) 生成脫氧鳥苷的方法，但轉化率僅為28 %。
使用產氣腸桿菌為酶源，以 2 ′ -脫氧尿苷和鳥苷為底物，2 ′ -脫氧鳥苷轉化率僅為 18 %。其它亦有用胸苷和 2，6-二氨基嘌呤生成 2，6-二氨基 2′ -脫氧核苷，再用腺苷脫氨酶處理得到脫氧鳥苷的方法，但工藝步驟多，成本較高。
2＇-脫氧鳥苷是一種天然的脫氧核苷，可直接用于制備組合脫氧核苷藥物或者作為化學試劑用于生化研究；同時可作為中間體用于合成一些抗病毒核苷類藥物以及分子標記物，如以2’-脫氧鳥苷原 料合成8-溴-2’-脫氧鳥苷和8-羥基-2’-脫氧鳥苷等重要分子標記物；合成2’-脫氧鳥苷的6位衍生物，如6-甲氧基、6-氨基等系列重要抗腫瘤的2’-脫氧鳥 苷衍生物。
另外采用2’-脫氧鳥苷為原料合成致癌或抗癌過程中的重要分子標記物N7-鳥嘌呤烷化物，該方法是以2′-脫氧鳥苷為原料，以碘乙烷、環氧乙烷、1-溴-2-氯乙烷、3-溴丙烯或1，2-二溴乙烷作為烷化劑，在二甲基亞砜、冰醋酸或二甲基乙酰胺溶液中，于15~50℃，反應0.5~96h，反應完畢后進行減壓蒸餾，粗產品經硅膠柱層析分離純化，用乙酸乙酯∶石油醚(體積比)=10~20∶1和乙酸乙酯∶無水甲醇(體積比)=10~20∶1洗脫液分別洗脫，得到N7-鳥嘌呤烷化物。方法具有反應條件溫和、分離純化過程簡單、產物收率高、對環境污染較少等優點，有利于N7-鳥嘌呤烷化物的大量生產。
方法1：利用產核苷磷酸化酶的乙酰短桿菌細胞酶法合成 2′ -脫氧鳥苷，其可能的反應機理如圖 1所示：
以脫氧胸腺嘧啶核苷( Thymidine，dTR) 為脫氧核糖的供體，鳥苷酸(GM P) 為堿基鳥嘌呤的供體，在核苷磷酸化酶的作用下合成脫氧鳥苷。該實驗還優化了其酶反應條件，從而得到 56.4 %的胸苷轉化率，并使用離子交換法分離得到了純度90.2 %的脫氧鳥苷。它具有步驟簡單，反應時間較短，產物分離比較容易等優點。具體步驟如下：
1）乙酰短桿菌的培養和濕菌體制備：在1 L的帶擋板的錐形瓶中裝入發酵培養基 200 mL，于 121 ℃滅菌 20 min，冷卻后從新鮮、長勢良好的乙酰短桿菌斜面上接種，36 ℃培養 16 h，然后將培養液 10 000 r/min 離心 10 min，棄去上清液，所得菌體用 30 mm ol/ L 磷酸鹽緩沖液( pH 7.0)洗滌2 ～ 3次，作為酶源冷凍備用。
2）脫氧鳥苷酶法合成及工藝優化：20mmol/L 的脫氧胸腺嘧啶核苷( dTR)，20 mm ol/ L的鳥苷酸 (GMP )，5 % 的濕菌體，100 m L30 mmol/L pH 6.98 磷酸鹽緩沖液作為標準反應混合物，在60 ℃的恒溫水浴槽中攪拌反應，反應時間為 6h。在不改變其它條件的情況下，依次考察不同的反應溫度、菌體量、反應 pH、磷酸鹽緩沖液濃度、底物濃度、底物比率和反應時間對酶反應的影響，優化其反應條件。
3）酶反應液中脫氧鳥苷的分離純化：取適量的脫氧鳥苷反應液，高溫滅活后用硅藻土過濾，在其中加入 5 mmol/L 的四硼酸鈉，再通過 pH 中性的氯型陰離子樹脂進行分離，以 0.5 倍柱體積每小時的流速上樣洗脫，上樣結束后用 0 ～ 0.2 mol/L的 NaCl 進行梯度洗脫，分布收集洗脫液。取收集到的脫氧鳥苷洗脫液脫鹽濃縮結晶，得到脫氧鳥苷樣品。
方法2：一種核苷類藥物中間體2’-脫氧鳥苷的生產方法，是采用產脫氧核苷核糖轉移酶 的發酵乳桿菌CGMCC 1.1880菌體漿狀物為生物催化劑，在聚乙二醇（PEG）/無機鹽雙水相轉化體系，以β-胸苷和鳥嘌呤為原料進行酶促反應，最后獲得2’-脫氧鳥苷。所述的雙水相轉化體系中所用多聚物為聚乙二醇，所選的種類有PEG4000、 PEG8000、PEG10000、PEG15000和PEG20000。其優選為PEG10000和PEG15000，其最優選為 PEG10000。
所述聚乙二醇的濃度為25g/L-55g/L，包括 25g/L、45g/L和55g/L，優選 PEG10000的的濃度為45g/L。雙水相轉化體系中所用無機鹽為磷酸鹽，所選的鹽種類有磷酸二氫鉀、磷酸二氫鈉和磷酸二氫銨，優選為磷酸二氫鉀。磷酸鹽的濃度為30g/L-60g/L，包括30g/L、 45g/L和60g/L，優選磷酸二氫鉀的濃度為45g/L。底物為β-胸苷和鳥嘌呤，其中β-胸苷濃度為16.5g/L，鳥嘌呤所選的濃度為10.3g/L-18.0g/L，包括10.3g/L、15.2g/L和18.0g/L，優選濃度為15.2g/L；β-胸苷和鳥嘌呤摩爾比為1：1-2，包括1：1、1：1.5和1：2，優選的比例為1：1.5。
β-胸苷是目前五種脫氧核苷（2’-脫氧腺苷、2’-脫氧尿苷、2’-脫氧胞苷、2’-脫氧 鳥苷和β-胸苷）中最易得、價廉的脫氧糖基供體，而鳥嘌呤相比于其它含鳥嘌呤結構的物質，如鳥苷、鳥苷酸或者2，6-二氨基嘌呤等，是最為直接、易得和價廉的脫氧核糖受體，因此，采用生物催化法制備2’-脫氧鳥苷，鳥嘌呤和β-胸苷作為初始底物是最理想的組合。
方法3：一種用乙酰短桿菌的核苷磷酸化酶合成2’-脫氧鳥苷的方法，包括如下步驟：
(1)將乙酰短桿菌(Brevibacteriumacetylicum)QD96-CGMCCNo.0472接入培養基進行培養，培養獲得的菌體作為核苷酸磷酸化酶備用；所述培養基為常規的，其組分和重量含量包括：牛肉膏1％，蛋白胨1％，酵母膏0.5％，NaCl0.5％，pH為7.0；
(2)然后將步驟(1)獲得的菌體加入底物溶液，所述底物溶液中，脫氧核糖受體的含量為5～40mol/L，脫氧核糖供體濃度為5～40mol/L，磷酸緩沖液濃度為10～50mmol/L，菌體的濕重加入重量為1～5％，40～65℃反應1～4h，離心，獲得溶液含有2’-脫氧鳥苷的溶液，溶液經HPLC檢測，2’-脫氧鳥苷的轉化率達60％，然后從反應產物中收集2’-脫氧鳥苷；所述的脫氧核糖受體選自鳥嘌呤、鳥苷或鳥苷酸，但由于鳥嘌呤在水中溶解度較低，其中以鳥苷酸為最佳；所述的脫氧核糖供體選自2’-脫氧核糖、2’-脫氧核糖-1-磷酸，胸苷、2’-脫氧尿苷或2’-脫氧胞苷等，但從目前原料來源難易和價格因素考慮，選擇胸苷、2’-脫氧尿苷或脫氧核糖較好。
[1] 李喻, 竇潔, 曹靜, 邱蔚然, & 周長林. (2011). 乙酰短桿菌酶法合成 2′-脫氧鳥苷.藥物生物技術,18(2), 119-123.
[2] CN201510140553.1一種核苷類藥物中間體2’-脫氧鳥苷的生產方法
[3] CN201110114010.4N7-鳥嘌呤烷化物的制備方法
[4] CN201010611733.0用乙酰短桿菌的核苷磷酸化酶合成2’-脫氧鳥苷的方法