DD144558A1 - Verfahren zur aktivitaetssteigerung von auf organischem traegermaterial immobilisierten enzymen - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aktivitätssteigerung von auf organischem Trägermaterial immobilisierten Enzymen. Ziel der Erfindung ist es, die Aktivität von immobilisierten Enzymen zu steigern, um die Wirksamkeit der 3iokatalysatoren zu erhöhen. Dabei sollen Stabilität und Partikelgröße der Träger-Enzym-Komplexe nicht verändert werden. Immobilisierte Enzyme werden als Heferogenkatalysatoren bei der Herstellung oder Unwandlung von organisch-chemischen Verbindungen eingesetzt. Zur Aktivitätssteigerung von immobilisierten Enzymen wird das Trägermaterial (z.B. ein Polystyrolanionenaustauscher) vor der Enzymbindung mit Ultraschall behandelt. Auf Grund der kavitativen Wirkung von Ultraschall wird die Oberflächenstruktur des Trägers verändert, ohne daß dabei Partikelgröße oder Stabilität des Materials signifikant beeinflußt werden. Nach Aktivierung mit 1,4-Benzochinon wird c-Amylase an den beschallten Polystyrolträger gebunden und die Aktivität des dargestellten immobilisierten Enzyms getestet.. Im Vergleich 'zum unbeschallten Träger-Enzym-Komplex wird eine Steigerung der Aktivität auf 150% erreicht.
Description
a) Titel der Erfindung
Verfahren zur Aktivitätssteigerung von auf organischem Trägermaterial immobilisierten Enzymen
b) Anwendungsgebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein "Verfahren zur Aktivitätssteigerung von auf organischem Trägermaterial immobilisierten ' Enzymen, die als heterogene Biökatalysatoren in der Lebensmittel«· und Getränkeindustrie, zur Herstellung von Pharmaka void Feinehemikallen, in der Analytik und der'Medizin eingesetzt werden.
c) Charakteristik der bekannten technischen Lösungen
Um im.aiobilisierte EnzyGrpräparate mit hoher Aktivität zu erhalten, werden zur Fixierung von Enzymen Träger verwendet , die ein großes Proteinbindungsvermögen besitzen, Neben der .Bnzymbeladung hängt die Aktivität eines immobilisierten Enzyms von der Partikelgröße und der Textur (Poren, Oberfläche) des Trägers ab*
Ss ist bekannt, daß mit abnehmender Partikelgröße des^ Trägers die Aktivität des 'immobilisierten Enzyms steigt (B. Goldman, L> Goldstein, 3» Zatchalski in "Biochemical Aspects of Ee ac tion s on Solid ·: Supports", G4, E. Stark, ede, : .1 - 78j Academic Press, Ήβή ;Joa?ks 1971) „ So Wiid Z0' Bo die Aktivitä von Agarpse-Chyaot2Jyp's3^i"-durch Zerstörung der Partikel (Partikelgroßs C0,03 mm) im Vergleich zum Originalpräparat '. (Partik'elgröBe ca« 0,1 .mia) um etwa 60 % gesteigert
, .: . .;..: : . . - 2 -; <©
(J. Carlsson, E. Axen, 0?· Unge, 1975), Ευχ, JV Biochem. J>2j 567 - 572). Partikelverkleinerung als Verfahren zur Aktivitätssteigerung ist im Hinb3„ick auf eine Anwendung immobilisierter Enzyme im technischen Maßstab ungünstig, da für Eeaktoren, insbesondere gepackte Säulenreaktoren, mechanisch stabile Träger mit Partikeldurchmessern von ca. 0,5 msi benötigt werden« Partikel mit einem Durchmesser C 0,1 min erschweren Filtrationsvorgänge und limitieren die Flußgeschwindigkeit in gepackten Säulenreaktoren« . .
Weiterhin ist bekannt, bei porösem Glas als Enzymträger durch Einwirkung von Ultraschall eine Aktivitätssteigerung zu erreichen (DI-OS 1 905 681 und US-PS 3 802 997). Poröses Glas wird mit Hilfe von Ultraschall gereinigt, wodurch eine Erhöhung der Anzahl der Bindungsstellen erzielt wird,
d) Ziel der Erfindung
Ziel der Erfindung ist es, die Aktivität von immobilisierten Enzymen zu vergrößern, um einen höheren Ausnutzungsgrad dieser Katalysatoren zu erzielen. Im Hinblick auf eine Anwendung im technischen Maßstab sollen Stabilität und Partikelgröße der immobilisierten Enzyme nicht signifikant verändert werden,
e) Darlegung des Wesens der Erfindung
Aufgabe der Erfindung ist es, durch physikalische Behandlung des organischen Tragermaterials die Eazymbindungsfähigkeit zu erhöhen, ohne die Einsatzfähigkeit der immobilisierten Enzyme im großtechnischen Maßstab zu vermindern.
Es wurde gefunden, daß eine Ultraschallbehandlung des Enzymbindung verwendeten organischen Trägers zum gewünschten Eesultat führt. Ais Trägermaterial dient beispielsweise ein schwach basischer Anionenaustauscher auf Polystyrolbasis (Korndurchmesser 0,3 - P55-am) , .an den c^-Amyläse kovalent gebunden wird. Yor.der Bindung des Enzyms an den Polystyrolti'äger wird das in Wasser suspendierte.-Trä-
germaterial einer Ultraschallbehandlung ausgesetzt. Die Beschallung erfolgt bei 20 bis 800 kHz, beispielsweise bei 22,kHz und bei einer Beschallungsdauer von 1 bis 30 Minuten. Der Vergleich mit einer unbehandelten Trägerprobe zeigtj daß Stabilität und Korngröße des beschallten Trägers nicht signifikant verändert werden.
Durch die kavitative Wirkung von Ultraschall wird eine höhere Oberflächenporosität am organischen Träger im.Vergleich zum unbehandelten Träger erzielt. Die Oberflächenveränderung kann durch rasterelektronenmikroskopische Aufnahmen nachgewiesen werden.
Nach der Ultraschallbehandlung wird der Polystyrolanionenaustauseher zur Enzymbindung mit 1,4-Benzochinon aktiviert. Der aktivierte Träger wird 3 Stunden bei Baumtemperatur mit einer o£ -Amylaselösung (5 mg/ml) in 0,07 M Phosphatpuffer, pH 7»0j gerührt. Anschließend wird das Enzymharz mit 0,07 M Phosphatpuff er -1 M FaCl, pH 7 s0, gewaschen .und die Aktivität bei 37° C gegenüber einer 1 folgen Stärkelösung in 0,025 M Acetatpuffer, pH 5,5s getestet. Zu Vergleichszwecken wird eis imbeschalltes Präparat unter den gleichen Bedingungen synthetisiert und getestet. Die Resultate zeigen '., daß ..die mit Ultraschall behandelten Dn ζ ymhar ze bis zu 150 % Aktivität im Vergleich zum unbeschallten.Präparat aufweisen.
Das folgende Ausführungsbeispiel soll das erfindungsgemäße Verfahren näher erläutern0
AusführungsbeispIeI
100 mg Polystyx'olanionenaust&iischer werden in 10 ml destilliertem Wasser suspendiert uird -bei 22 kHz und 10° C beschallt. Das Gerät hat eine akustische Leistung von 170 W. Der Schall wird über eine Sos 0 tu ode 1 ι %Q in das Medium eingeleitete Die Beschallungszeit beträgt 1 ~ 20 Minuten«, .Anschließend wi^d das Träger mates IaI mit Wasser gev^aschea und mit 80 rag 1s4-Benzochiaon 122 3 ml lthanol 1 Stunde bei
Raumtemperatur gerührt. Nach, dem Waschen mit Äthanol und Wasser wird der aktivierte Träger mit 15 mg Pils»i>C-Amy~ lase in 3 ml 0,0? M Phosphatpuffer, pH 7,0, 3 Stunden bei Baumtemperatur gerührt und danach mit 0,07 M Phosphatpuf-* fer-1 M NaCl, pH 7,0, so lange gewaschen, bis keine Enzymaktivität im Waschwasser nachweisbar ist· Zum Ikrtivitätstest werden 15 mg Snaymharz unter Bühren mit 20 ml 1 %iger Stärkelösung in 0,025 M Acetatpuffer, pH 595, bei. 37° C 15 Minuten inkubiert. Die Zunahme der reduzierenden Gruppen wird mit 3j5-"Dinitrosalicylsäure (Pe Bernfeld, 1955, Methods in Ensymol.'Λ, 149 - 158) bestimmt.
Claims (1)
- Erf iadurigsan Spruch1, Verfahren zur .Aktivitätssteigerung von auf organischem Trägermaterial immobilisierten Enzymen, dadurch gekennzeichnet, daß die Träger für immobilisierte Enzyme mit Ultraschall behandelt werden«,2o; Verfahren nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß als .Träger für Enzyme Materialien auf Polystyrolbasis verwendet werden.3» Verfahren nach Punkt 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschallung des Trägers in Suspension bei 20 - 800 kHz 1 bis 30 Minuten lang erfolgt.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DD21350179A DD144558A1 (de) | 1979-06-08 | 1979-06-08 | Verfahren zur aktivitaetssteigerung von auf organischem traegermaterial immobilisierten enzymen |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DD21350179A DD144558A1 (de) | 1979-06-08 | 1979-06-08 | Verfahren zur aktivitaetssteigerung von auf organischem traegermaterial immobilisierten enzymen |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DD144558A1 true DD144558A1 (de) | 1980-10-22 |
Family
ID=5518603
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DD21350179A DD144558A1 (de) | 1979-06-08 | 1979-06-08 | Verfahren zur aktivitaetssteigerung von auf organischem traegermaterial immobilisierten enzymen |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DD (1) | DD144558A1 (de) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4575485A (en) * | 1983-08-29 | 1986-03-11 | Syntex (U.S.A.) Inc. | Ultrasonic enhanced immuno-reactions |
| DE4301693A1 (de) * | 1993-01-22 | 1994-07-28 | Cytech Biomedical Inc | Verfahren zur Amplifikation und Verfahren zum Nachweis von Polynucleotidsequenzen an fester Phase |
-
1979
- 1979-06-08 DD DD21350179A patent/DD144558A1/de not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4575485A (en) * | 1983-08-29 | 1986-03-11 | Syntex (U.S.A.) Inc. | Ultrasonic enhanced immuno-reactions |
| DE4301693A1 (de) * | 1993-01-22 | 1994-07-28 | Cytech Biomedical Inc | Verfahren zur Amplifikation und Verfahren zum Nachweis von Polynucleotidsequenzen an fester Phase |
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