JPS596887A - 酵素の固定化方法 - Google Patents

酵素の固定化方法

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JPS596887A
JPS596887A JP11499482A JP11499482A JPS596887A JP S596887 A JPS596887 A JP S596887A JP 11499482 A JP11499482 A JP 11499482A JP 11499482 A JP11499482 A JP 11499482A JP S596887 A JPS596887 A JP S596887A
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Kunihisa Goto
後藤 邦久
Norio Kodera
小寺 範生
Shinzaburo Masaki
正木 真三郎
Yoshiyuki Kamigaichi
上垣内 義幸
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は酵素の固定化方法に関し、さらに詳しくは特定
のスペーサーを導入した相体を用いた酵素の固定化方法
に関する。。
これまでに知られている固定化酵素の製造法の7つとし
てv!#素を水不溶性担体に共有結合させる方法または
多官能性試薬にて酵素を架橋結合させる方法があるが、
酵素の活性発現を極力妨害しないためには担体の幹部と
官能基との距離を適当に離す必要がある。そのためには
煩雑な反応処理が心臓で、そのため相体の作成が割高な
ものになる場合が多かった。
かかる現状に鋤み本発明者らは酬累の活性発現を極力妨
害しないようなスペーサーを有する水不溶性担体を容易
にかつ安(ilfiに製造すべく、揚々研究f重ねた結
果、水酸基および/fたは7ミノ基を有する高分子物質
に、一般式(1)%式%(1) 〔式中、Wは脂肪族炭化水素基、脂環式炭化水素基また
は−(CH□)rr、−Y−(CH2)n−(式中、m
″  −′マ・畦  ・  2rr1   2n##坤
千コ;nはそれぞれθ、/、!、3゜り、jをあられし
、Yはアリール基をあられす。)を、Xはビニル基、−
CH2CH2−A−R(Aは酸素原子またはイオウ原子
を、Rは多塩基性酸の残基を表わす。)またはへロゲノ
エチル基をあられす。〕 で示される化合物またはそのアミノ基が保賎された化合
物とをアルカリの存在下反応させて得られる神体を用い
ることを特徴とする酵素の固定化方法を見い出した。
以下に本発明の詳細な説明する。水酸基および/またけ
アミノ基を有する高分子物質としてはビニルスルホン型
戊応性染料と反応しうるものであれはイ+71でもよく
、たとえばセルロース、アガロース、デンプンなどの多
糖類、ポリビニルアルコール、絹、羊毛彦どがあげられ
る。
一般式(I)で示される化合物としては、末端に7ミノ
基があり、他端にビニルスルホン型反応性染料の活性二
重結合反応基として通常用いられているビニルスルホニ
ル基、−8o2−CH2CH2−A−R(A、R,け前
述のとおり)またはハロゲノエチルスルホニル基があれ
はよい1.Wは両端のアミノ基と−502−Xとの距離
を保つために存在するのであり、前述のような基であれ
ばよい。
さらに具体的に述べるならば、多*卑゛性酸(その残基
がRを表わす)としては、例えば硫酸、燐rri・たけ
その酸4Zl−Lijがあげられる。へロゲノエチル基
のハロゲン原子とし2てけ地紫、臭素、ヨウ素かあVY
られるが増素が好捷しい。
脂肪族炭化水素基としては、#捗または無置換のC1−
C5低級アルキレン基が、アリール基としてはたとえば
置換または無置換のフェニレン基、ナフチレン基が、脂
環式炭化水素基としてはC3−C7の低級シクロアルキ
レン基があげられるがもちろんこれに限定されるもので
は々い。
Wとして好ましいものとしては、置換または無置換のフ
ェニレン基があけられ、そのときの置換基として低級ア
ルキル基、低級アルコキシル専、ハロゲン原子等があげ
られる。
さらに具体的にいうならば、一般式(1)で示される化
合物として、β−スルフアートエチルスルホニルアニリ
ン、β−スルフアートエチルスルホニルトルイジン、β
−スルフ了−トエチルスルホニルアニシジン、β−スル
フアートエチルスルホニルメトキシメチルアニリン、β
−スルフ丁−トエチルスルホニルハロゲノアニリン、β
−チオスルフアートエチルスルホニルアニリン、β−ホ
スフ了−トエチルスルホニルアニリン、ビニルスルホニ
ルアニリン、ビニルスルホニルトルイジン、β−スルフ
アートエチルスルホニルベンジルアミン、β−スルファ
ートエチ゛ルアニリノメタン、β−スルフアートエチル
スルホニルベンジルアミノエタン、β−クロロエチルス
ルホニルアニリン、β−クロロエチルスルホニルトルイ
ジン等があげられる。
一般式(1)の7ミノ基が保護された化合物としては、
高分子物質と反応波、適当な分解反応にてフリーの7ミ
ノ基になる化合物であればよくたとえばビニルスルホン
型の反応性染料(例えばCm 1. Reactive
 Yellow / 3〜/ 7、α工。
Reactive Red 、2 / 〜a23やC,
1,Reactive Blackjなど)またはアミ
ノ基が低級アルカノイル基で保諭された化合物、例えば
β−スルフアートエチルスルホニルアセトアミノベンゼ
ン、β−ホスフ了−トエチルスルホニルアセトアミノベ
ンゼンなどが挙げられる。
本発明で用いられる酵素固定化用担体を製造するには、
ビニルスルホン型反応性染料の染着条件がそのまま適用
されるが、特に好捷しくけ浴比が/対10θ以下の適当
な溶媒(例えば水)中水酸化ナトリウム、水散化カリウ
ム、第三リン酸ナトリウム、炭酪ナトリウム等の通常の
フルカリ剤の存在下、pl(に以−ヒ、好ましくはpH
1/θ〜/、2、温度コθ〜に0°Cにて、さらに好 
   □ましくは電解質物質(例えば芒硝、食塩など)
    :を適当t(例えば−〜コθwt%)添加し、
/〜数十時間攪拌接触させた後、十分に洗浄を行ない、
さらに好まt、 <は非イオンまたは弱7ニオン洗剤を
用いてンθ〜10θ°Cにて、2〜2θ分程度のソーピ
ング処理を行ない、未反応分を除去することにより客側
に製造される。
一般式(1)の7ミノ基が保護された化合物と高分子物
質を反応させた場合には、アミノ基の保ゾ。
護基は通常の方法、たとえばジアノ結合の歩合は還元、
低級アルカノイル基の場合は加水分解によりアミノ基に
導かれる。
このようにして得られた相体に酵素を固定化する。固定
化方法の一つとして、架橋結合法があるが、得られた担
体に酵素を架橋結合にて結合させるには、酵素の7ミノ
基と相体のスペーサー末端部の7ミノ基と反応しうる多
官能性試薬(例えばグルタルアルデヒド、グリオキサー
ル、マロンジアルデヒド、マレインジアルデヒド等のジ
アルデヒド化合物やヘキサメチレンジイソシアナート彦
ど)を用い、好ましくは緩衝液中、比較的低い温度で攪
拌混合する。
この場合、酵素と相体を先に接触させた後に多官能性試
薬を加えることも、逆に担体と多官能性試薬を接触反応
させた後に酵素を添加することも、さらには同一系で三
者を混合接触させることも可能であり、Wl、素活性が
失なわれない限りにおいては、相体と酵素と多官能性試
薬との反応条件は特に制限されるものではない。
本発明で用いられる酵素固定化用担体に、酵素を固定化
する方法は架橋結合法に限られるものではなく、ジアゾ
法やこのアミノ基を他の官能基に費換して用いる方法も
適用できる。
本発明において用いられる酵素は、特に限定されるもの
ではない。
以下に実施例で本発明の詳細な説明するが、本発明はこ
れによって限定されるものではない。
例中、部およびチは夫々重量部および重量%を表わす。
実施例/ (水不溶性担体の調製) 綿一部と硫酸ナトリウム79部を、β−スルフアートエ
チルスルホニル−p−アミノベンゼンd−7%水溶液/
θθ部に加え、り0°Cに”I2θ分間]愉拌後1.2
g%水酸化ナトリウム(7) 水溶液にてpI■を2.0にコントロールしつつ、6時
間混合担拌を行ない、反応終了伊、綿を炉別し、濡水コ
θθ部にて洗浄し、さらにθ、/チモノゲン(花王石鹸
株製)液700部にて、9.5′〜/θθ°0で70分
間煮沸し、水30部にて洗浄炉別し、6θ°Cにて乾燥
した。得られた水不溶性]−1]体/yは、ジアゾ分析
から7ミノ基を0.97m−mole有していることが
判かった0 (酵素の固定化) θ、θ/%ラクターセパ液(pH=j、θの0.03M
酢酸緩衝液)gθ部に、前記で調製した水不溶性担体/
部を加え1.2j’Cにて9時間ゆるやかに攪拌後、p
H=、5.θのθ。3M酢酸緩衝液10θ部にて洗浄し
イオン交換水グθ部と3%グルタルアルデヒド水溶液(
pa=4t、tに調節)20部を加え、7g″Cにてβ
時間反応させた。
反応終了後、残存グルタルアルデヒドを十分1:のイオ
ン交換水にて洗浄し、固定化ラクターゼを作成した。
(に ) 得られた固定化ラクターゼ剤の酵素活性を測定したとこ
ろ、A3.2μmrnola / Hr / P (乾
重量)の活性を示した。
ここでラクターゼ活性は、/θチラクトース溶液を基質
とし3θ’C,pH=jsθにて反応させた時、7時間
に生成するグルコースのμ−mole数にて表した。
実施例コ (水不溶性担体の調製) β−スルフアートエチルスルホニル−p −7ミノベン
ゼンの代わシに、ビニルスルホニル−p−7ミノベンゼ
ンを用いる以外は実施例/と]■1様の処理を行なった
よころ、得られた水不溶性担体/yはアミノ基をθ、 
63rrr−mo 1 e有していた。
(酵素の固定化) イオン交換水96部に、前記で調製した水不溶性担体/
部を加え、/に°Cにて3チグリオキサール水溶液(p
H=11.、!;に調節)70部を添加し、7時間接触
後、イオン交換水/jθ部と0.05M酢酸緩衝液(p
H=j、θ)790部にて十分洗浄し、9.67%ラク
ターゼ液(pH=ふθ:o、θ5M酢酸緩衝液)に0部
を加え25″Cにてグ時間ゆるやかに攪拌し、その後θ
、3M酢酸緩債液(pH=5.θ)790部とイオン交
換水5θθ部にて十分洗浄した。
かくして得られた固定化ラクターゼ剤の酵素活性を測定
したところ373μ−mole / Hr / f(朝
市′@′)の活性を示した。
実施例3 (水不溶性相体の調’R) β−スルフアートエチルスルホニル−p −7ミノベン
ゼンの代わりに、β−スルフアートエチルスルホニル−
m−7ミノベンゼンをpH調整剤として、2g%水酸水
酸化ナトリウム水溶式わりに、−〇チ炭酸ナトリウム水
溶液を用いる以外は、実施例/と同様の処理を行なった
得られた水工′#8i性担体/yはアミノ基をθ+63
 +rr−+no l e有している。
(酵素の一定化) イオン交換水70部に、前記で調製した水不溶性担体/
部を加え、/に°Cにて3%グルタルアルデヒド水溶液
(pH÷1.jに調節)−0部を添加し、一時間接触稜
、イオン交換水30部と0.05M酢酸緩衝液(pH±
6.0)790部にて十分洗浄し、0.07%グルコア
ミラーゼ液(pH=5.θ;θ、OJ M酢酸緩衝液)
790部を加え、2/°Cにてり時間ゆるやかに攪拌し
、その稜θ、3M酢酸緩衝液(pH=5.θ)−00部
とイオン交換水500部にて十分洗浄した。
かくして得られた固定化グルロアミラーゼ剤の酵素活性
を測定したところ、ダθ1μmmolaAIr/F(乾
重t)の活性を示した〇 ここで、グルコアミラーゼ活性は、7%可溶性デンプン
を基質とし、りθ℃、声ヌj、θで反応させた時に、7
時間に生成するグルコースのμmmate数にて表わし
た。
実施例亭 (水不溶性担体の詞1!I) (//) セルロースパウダー一部と塩化ナトリウム/θ部ヲβ−
スルフアートエチルスルホニル−〇−7ミノベンゼン/
θ係水溶iK加え、50°Cにて/時間攪拌後−〇係第
三リン酸ナトリウム水溶液にて坪を?、jにコントロー
ルしつつ70時間攪拌し、反応終了後、実施例/と同様
の方法にて、洗浄、ソーピング処理を行たった。
得られた水不溶性担体/jlは、アミノ基をθ1.夕9
 m−mole有していた。
(酵素の固定化) 実施例/と同様の方法にて、前記で得られた水不溶性担
体にラクターゼを固定化した。
得られり固定化ラクターゼ剤の酵素活性は、2.2/ 
p−mo/、e/Br/7F (乾重量)でlった。
実施例S (水不溶性相体のvI4製) ビニ1270部をβ−スルフアートエチルスルホニル−
p−7ミノベンゼン/i%水溶液3θθ部に加え、ダθ
°Cにて/時間混合攪拌(7,2) 後、−〇チ炭酸ナトリウム水溶液にて坪をり、θにコン
トロールして、−5時間攪拌を継続した。反応終了後、
実施例/と同様の方法にて。
洗浄、ソーとング処理を行なった。
得られた水不溶性担体/Pは、アミノ基をθ、θ? m
−moム有していた。
(酵素の固定化) 0.05%セルラーゼ液(pH= 4’ −j ;0.
05M酢酸緩衝液)790部に、前記で得られた水不溶
性担体/部を加え、3部°Cにて3時間ゆるやかに攪拌
した援、3%グルタルアルデヒド水溶液(pHma、s
に調節)−0部を加え、75℃にて2時間反応した。反
応終了後、十分量の声−り、j;θ、JM酢酸緩衝液と
イオン交換水にて洗浄し九〇 得られた固定化セルラーゼ剤の酵素活性を測定したとζ
ろ、/りμmmota/Hr/タ (乾重量)の活性を
示し九〇 ここで、セルラーゼ活性は、7%可溶性デンプンを基質
とし1、りθ’C1pH□り、jで反応させ、7時間で
生成するグルコースのμ−師ム数にて表わした0 実施例乙 反応性染料Sumiriz BムokB、■ (住友化
学工業に、に品 (一部Ha塩も存在する))−0部と綿70部を300
部の水に添加し1.2θチ炭酸ナトリウム水溶液にて坪
を/θ、θにコントロールしつつ30°Cにて一〇時間
反応させ、十分量の混水で洗浄を行ない、更にθ、/%
モノゲン(花王石鹸蛛W)水溶液900部に懸濁させ、
9S〜/θθ°Cにて70分間ソーとング処理を行ない
、十分に洗浄した後、ハイドロサルファイドq部を加え
、i、s〜7θ°Cにて1時間処理を行なうことによシ
ジアゾ結合を還元し、アミノ基とした0 得られた水不溶性担体/Fは、アミノ基をθ、/ル声−
tnats有していたり (酵素の固定化) 実施例/と同様の方法にて、前記で得られた水不溶性担
体にラクターゼを固定化した。
得られた固定化ラクターゼ剤の酵素活性を測定したとこ
ろ、//13 JJ−mge/Hr/P (乾重量)の
活性を示した@ −の代わシに、βスルフ アートエチルスルホニルp−7セト7ミノベ1νゼンを
用いる以外は、実施例/と同様の処理を行ない、更に2
1部%水酸化ナトリウム水溶液/θ部と水り0部を加え
、to−is″Cにて6時間加水分解処理を行なり九〇 得られた水不溶性担体/fB、アミノ基をρ、θAm−
5oja有していた〇 (酵素の固定化) 実施例/と同様の方法にて、前記で魯られた水不溶性担
体にラクターゼを固定化した。
(/j ) 得られた固定化ラクターゼ剤の酵素活性を測定したとこ
ろ1.2/71. p−mo&/Hr/j’ (乾重量
)の活性を示した0 参考例/ 実施例/にて作成した固定化ラクターゼ剤を、冷厳庫中
に湿潤状態で保存し、/θ日稜の酵素活性を測定したと
ころ、//9μ−molβ/min/7 (乾重量)の
活性を示した0参考例コ 実施例/にて作成した固定化ラクターゼ剤を用いて1.
2日毎に酵素反応をj回繰夛返し使用した0 結果を表−/に示す@ 3回の再使用において、本固定化ラクターゼ剤は、fl
とんど酵素活性の低下を示していかかったO 表  −7 (/ 6 )

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 水酸基および/またはアミノ基を有する高分子物質と一
    般式 %式% 〔式中、Wは脂肪族炭化水素基、脂肪族炭化水素基、ま
    たは−(CH2)mY (CH2)H(式中m、nはそ
    れぞれθ、/、虎、3.グ、jをあられし、Yはアリー
    ル基をあられず。)をXはビニル基、−CI(2CH2
    −A−R(Aは酸素原子またけイオウ原子を、Rけ多塩
    基性酸の残基を表わす。)またはハロゲノエチル基をあ
    られす。〕 で示される化合物またはそのアミノ基が保神された化合
    物とをアルカリの存在下反応させて得られる411体を
    用いることを特徴とする酵木の同定化方法。
JP11499482A 1982-07-01 1982-07-01 酵素の固定化方法 Granted JPS596887A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60237993A (ja) * 1984-05-10 1985-11-26 Toyobo Co Ltd 水酸基含有繊維への酵素固定化法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60237993A (ja) * 1984-05-10 1985-11-26 Toyobo Co Ltd 水酸基含有繊維への酵素固定化法

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