CS204368B1 - Spósob přípravy imobilizovaných enzýmov o vysokej špecifickej aktivitě - Google Patents

Spósob přípravy imobilizovaných enzýmov o vysokej špecifickej aktivitě Download PDF

Info

Publication number
CS204368B1
CS204368B1 CS736178A CS736178A CS204368B1 CS 204368 B1 CS204368 B1 CS 204368B1 CS 736178 A CS736178 A CS 736178A CS 736178 A CS736178 A CS 736178A CS 204368 B1 CS204368 B1 CS 204368B1
Authority
CS
Czechoslovakia
Prior art keywords
hours
specific activity
glass
reacted
enzyme
Prior art date
Application number
CS736178A
Other languages
Czech (cs)
English (en)
Inventor
Juraj Zemek
Ludovit Kuniak
Stefan Kucar
Original Assignee
Juraj Zemek
Ludovit Kuniak
Stefan Kucar
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Juraj Zemek, Ludovit Kuniak, Stefan Kucar filed Critical Juraj Zemek
Priority to CS736178A priority Critical patent/CS204368B1/sk
Publication of CS204368B1 publication Critical patent/CS204368B1/sk

Links

Landscapes

  • Immobilizing And Processing Of Enzymes And Microorganisms (AREA)

Description

Vynález sa týká sposobu přípravy •imobilizovaných enzýmov o vysokej špecifickej aktivitě.
Imobilizácia enzýmov na vodonerozpustných nosičoch, látkách organického alebo anorganického povodu pomocou funkčných skupin schopných reagovat s aminokyselinami a bielkovinami enzýmu za vzniku kovalentne j vazby je dókladne opísaný (napr. Methods in Enzymology Vol. XLIV, Immobilized Enzymes, Ed. Klaus Morbach, Academie Press, New York, San Francisko, London, 1976). Organické látky napr. celulóza, polyamidy, polyakrylamid a pod. majú ako nosiče isté nevýhody, nakolko nemajú dostatočnú mechanická stabilitu, sú citlivé voči rozpúšťadlám, voči změnám pH a iontovej sily a sú často napádané mikroorganizmami. Z tohto dóvodu sú častokrát upřednostňované anorganické látky s enzýmami viazanými kovalentnou vazbou pomocou specifických funkčných skupin. Nakolko nosič anorganického povodu tieto funkčně skupiny pováčšine nemá, je nutná jeho předběžná úprava, napr. pomocou aminoalkylsilánov, čím povrch získá organické funkčně skupiny, napr. alkylamíny, ktoré vytvárajú s anorganickou látkou kovalentnú vazbu. Dalšia úprava takto získaného materiálu móže byť převedená napr. pomocou tiofosgénu, fosgénu, anhydridu dikarbónovýoh kyselin, připadne dalšími spósobmi.
Z anorganických materiálov, ako vhodné enzymové nosiče sú kysličníky hliníka, železa, kysličník nikelnatý, titaničitý, zirkoničitý, hydroxylapatit, kremičitany a porézně sklo. Velkost pórov u porézneho skla umožňuje přístupnost enzýmov v procése imobilizácie ako aj substrátov v priebehu reakcie s imobilizovaným enzýmom do vnútomého priestoru nosiča. Účinnost reakcie imobilizácie enzýmu, specifická aktivita imobilizovaného enzýmu a jeho stabilita pri skladovaní na povrchu nosiča však závisí na dlžke a substituentoch zlúčeniny (spacera) obsahujúceho funkónú skupinu vhodnú k zakotveniu enzýmu. Příprava imobilizovaných enzýmov o vysokej špecifickej aktivitě, vysokej účinnosti reakcie s bielkovinou enzýmu a dlhej stabilitě imobilizovaného enzýmu počas skladovania je zahrnutá v riešení tejto přihlášky vynálezu.
Podstata vynálezu spočívá v tom, že povrch skla sa nechá reagovat s χ-aminopropyltrietoxysilánom pri teplote 100 až 120 °C po dobu 4 až 10 hodin, pričom získaný produkt obsahujúci aminoalkylskupiny sa nechá v druhom stupni reagovat s tiofosgénom pri 70 až 90 °C po dobu 2 až 8 hodin a získaný polyizotiokyanát sa nechá reagovat v treťom stupni s 1,6 diamino-2,5-dihydroxyhexánom po dobu 2 až hodin pri 80 až 100 °C a získaný derivát obsahu júci vól’né primárné aminoskupiny sa modifikuje v reakcii s vhodným činidloňi, napr. tiofosgénom v štvrtom stupni pri 70 až 90 °C po dobu 2 až 6 hodin, alebo anhydridom kyseliny jantárovej a v poslednom stupni sa na. takto upravenom nosiči imobilizuje enzým za miešania po dobu 1 až 20 hodin pri teplote 0 až 40 °C, pri pH 4 až 6.
Výhoda uvedeného spósobu imobilizácie spočívá v tom, že pomocou bifunkčnej šesťuhlíkatej látky obsahujúcej hydroxylové skupiny v sústave k reaktívnym skupinám (napr. — NH2) sa zvyšuje účinný povrch umožňujúci získať až 96% enzýmu naneseného na nosič v aktívnej formě (podlá údajov D. L. Latigue, Immobilized Enzymes for Industrial Reactors, London 1975, str. 127) zostáva aj za najlepších podmienok len asi 80 % enzýmu po imobilizácii na nosiči v aktívnej formě. Pokles aktivity imobilizovaného enzýmu zakotveného na skle modifikovaným vyššie uvedeným spósobom počas skladovania je o 10 až 30 % nižší ako u nosičov bez tej to modifdkácie alebo so zavedením bifunkčnej látky dlhšej alebo kratšej ako 6 uhlíkovej. Přístupnost aktívneho centra imobilizovaného enzýmu pre reakciu so substrátom alebo inhibítorom je lepšia ako u nosičov nemodifikovaných týmto sposobom.
Příklady prevedenia
Příklad 1
Sklo o kontrolovanej velkosti pórov (10 g), CPG-10, 1400 o zrnitosti 120/200, stredný priemer pórov 1200 A, specifický - povrch. 12,5 m2/g (fa Electronucleonics, USA) sa: za-, Ihrievalo v zriedenej (1:1) kyselině dusičnéj pri teplote 120 °C po dobu 5 hodin. Partikule skla sa potom premyli nadbytkem (500 ml) vody, destilovanej vody a acetónom a vysušili. Vysušené sklo sa reaktivovalo v prúde kyslíka pri teplote 400 °C po dobu 12-hod. Aktivované sklo (10 g) sa použilo k silanizácii, ktorá sa prevádzala v 10 % roztoku χ-aminopropyltrietoxysilánu v toluene (160 ml) pri teplote i20 °C po dobu 4 hodin. Produkt reakcie silinizácie sa premýval nadbytkem toluenu (400 ml) za účelom odstránenia nezře-. agovaného χ-aminopropyltrietoxysilánu. Prernyté sklo sa sušilo pri teplote 100 °C cez noc. Získané sklo obsahujúce primárné aminoskupiny sa charakterizovalo na ich obsah pomocou metody využívajúcej 2,4,6 — trinitroben-: zénsulfónovou kyselinou (H. Wand, M; Rudel a H. Dantzemberg, Z. Chemie, 18, 224 (1978). Porézně sklo s primárnými aminoskupinami (10 g) sa nechalo reagovat s tiofosgénom (10 %-ný roztok) tiofosgénu v chloroforme (200 ml) pri teplote 80 °C cez noc. Získané sklo obsahujúce izotiokyanátové funkčně skupiny sa charakterizovalo na ich obsah pomocou reakcii s (U — 41C) valínom (U — 14G) cysteínom a merkaptoetanolom.
Reakciá sá prevádzala tak, že porézně sklo (10 g) obsahujúce izotiokyanátové skupiny sa nechalo reagovat s 2,5 %-ným 1,6 diamino— 2,5-dihydroxyhexánom (v 400 ml chloroformu) pri teplote 80 °C po dobu 5 hodin. Nezreagovaný diaminohexán sa vymyl nadbytkom (0,6 1) chloroformu, (0,5 1) vody a (0,5 1) acetonu. Reakcia takto modifikovaného porézneho skla s tiofosgénom prebehla v 10 %-nom roztoku tiofosgénu v 200 ml chloroformu pri teplote 80 °C po dobu 5 hodin.
Takto připravený nosič (10 g) sa použil k imobilizácii pseudooholínesterázy (acylcholín acylhydnoláza EC 3.1.1.8). Pseudocholínesteráza z konskej plazmy (0,5 g, 120 U/mg) sá rozpustila v 200 ml 0,02 M borátového pufru (pH 8,5) a přidalo sa 10 g porézneho skla so zavedeným 1,6-diamino—2,5 dihydroxyhexánom a izotiokyanátovými funkčnými skupinami. Imobilizácia prebiehala za miešania po dobu 2 hodin. Nezareagovaný rozpustný enzým sa vymyl 2 M chloridom sodným vo vodě (500 ml). Imobilizovaný enzým sa udržiaval vo zvlhčenom stave pri 4°C a aktivita poklesla za 1 rok o 15%. Získaná specifická aktivita enzýmu 2300 U/g, účinnost imobilizácie 95 %. Příklad 2
Tak ako uvedené v příklade 1 s tým rozdielom, že po zavedení 1,6-diamino—2,5-dihydroxyhexánu derivatizované sklo (10 g) s volnými aminoskupinami sa nechá reagovat s anhydridom kyseliny jantárovej (4 g) v 200 ml chloroformu pri teplote 80 °C po dobu 2 hodin. Reakčný produkt sa premyl vo vodě (500 ml) a acetone (300 ml) a vysušil. Ďalšia modifikácia skla (10 g) obsahujúceho vol’né karboxylové skupiny sa previedla v 2 %-nom vodnom roztoku l-cyklohexyl-3-(2-morfolinoetyl) karbódiimidu o pH 4,8 za miešania pri izbovej teplote po dobu 1 hodiny. Získané derivatizované sklo sa premylo 4 rázy vodou (500 ml) před imoibilizáciou enzýmu. Imobilizácia enzýmu sa prevádzala rovnako ako uvedené v příklade 1, s tým rozdielom, že teplota pri reakcii imobilizácie sa udržiavala v rozmedzí 0 až 2 °C. Specifická aktivita imobilizovaného enzýmu 2050 U/g. Účinnost.imobilizácie 85 %. Příklad 3
Tak ako uvedené v příklade 1 s tým rozdielom, že sa namiesto pseudooholínesterázy použije glukoamyláza (a-l,4-glukán glukohydroláza EC 3.2.1.3) s Endomycopsis bispora. Specifická aktivita imobilizovaného enzýmu 1200 U/g,účinnost imobilizácie 92 %.
Snobilizované enzýmy na nosiooch za využitia 1,6 diamino-2,5—dihydroxyhexánu sú vhodné pre priemyseínú aplikáciu a pre použitie v analytickej ohémii.

Claims (1)

  1. PREDMET VYNÁLEZU
    Sposob přípravy imobilizovaných enzýmov o vysokej specifickéj aktivitě vyznačujúci sa tým, že sa povrch skla nechá reagovat s r-aniinopr-opyltrietoxysilánom pri teplote 100 až 120 °C po dobu 4 až 10 hodin, pričom získaný produkt obsahujúci aminoalkylové skupiny sa nechá v druhom stupni reagovat s tiofosgénom pri teplote 70 až 90 °C po dobu 4 až 8 hodin a získaný izotiokyanát alkylderivát sa nechá reaogavť v treťom stupni, s 1,6-diamino—2,5dihydroxyhexánom po dobu 4 až 8 hodin pri teplote 80 až 100 °C a získaný derivát obsahujúci volné primárné- aminoskupiny sa modifikuje v reakeii s tiofosgénom v štvrtom stupni pri teplote 70 až 90 °C po dobu 2 až 8 hodin alebo s anhydridom kyseliny jantárovej a v poslednom stupni ha takto upravenom skle. sa imobilizuje enzým za miešania po dobu 1 až 20 -hodin pri teplote 0 až 40 °C a pH 4 až 6.
CS736178A 1978-11-13 1978-11-13 Spósob přípravy imobilizovaných enzýmov o vysokej špecifickej aktivitě CS204368B1 (sk)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS736178A CS204368B1 (sk) 1978-11-13 1978-11-13 Spósob přípravy imobilizovaných enzýmov o vysokej špecifickej aktivitě

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS736178A CS204368B1 (sk) 1978-11-13 1978-11-13 Spósob přípravy imobilizovaných enzýmov o vysokej špecifickej aktivitě

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CS204368B1 true CS204368B1 (sk) 1981-04-30

Family

ID=5422614

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CS736178A CS204368B1 (sk) 1978-11-13 1978-11-13 Spósob přípravy imobilizovaných enzýmov o vysokej špecifickej aktivitě

Country Status (1)

Country Link
CS (1) CS204368B1 (sk)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3959078A (en) Enzyme immobilization with a thermochemical-photochemical bifunctional agent
US3802997A (en) Method of stabilizing enzymes
JP2862509B2 (ja) リパーゼ固定化用担体及び固定化リパーゼ
EP0158909B1 (en) Immobilized enzymes, processes for preparing same and use thereof
US3930951A (en) Bonding enzymes to porous inorganic carriers
JPS5978687A (ja) 固定化酵素配合体
JPS6133557B2 (sk)
EP0105736B1 (en) Immobilization of proteins on polymeric supports
US4204041A (en) High loading of immobilized enzymes on activated carbon supports
US4268419A (en) Support matrices for immobilized enzymes
US4289853A (en) High loading of immobilized enzymes on activated carbon supports
US7556945B1 (en) Method for converting sucrose to β-D-glucose
JPS6239997B2 (sk)
Stults et al. Immobilization of proteins on partially hydrolyzed agarose beads
CS204368B1 (sk) Spósob přípravy imobilizovaných enzýmov o vysokej špecifickej aktivitě
US4206286A (en) Immobilization of proteins on inorganic supports
Messing et al. Covalent coupling of alkaline bacillus subtilis protease to controlledpore silica with a new simplified coupling technique
JPS61181376A (ja) 固定化された生物学的活性化合物の製造方法
WO1989008705A1 (en) Supports for proteins and amino acids
Melius et al. Immobilization of lipase to cyanogen bromide activated polysaccharide carriers
KR100883206B1 (ko) 실라카 비드를 포함하는 생물 촉매 고정화용 담체, 및 이의용도
SU744002A1 (ru) Способ получени иммобилизованных ферментов
SU732278A1 (ru) Способ модификации полисахаридов
KR830002697B1 (ko) 고정화 효소의 제조방법
JPS6279784A (ja) 酵素固定化用担体