JPS60237993A - 水酸基含有繊維への酵素固定化法 - Google Patents

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】 「産業上の利用分野」 本発明は水酸基含有繊維に酵素を固定化する方法に関す
る。

「従来技術」 従来、酵素を固定化する方法としては、酵素を水不溶性
物質やマイクロカプセルの内部に包埋する方法や不溶性
担体と酵素をイオン結合または物理的な力によって結合
させる方法等が知られている。中でも不溶性担体の表面
に酵素をイオン的に結合させるかまたは物理的な力によ
って固定化する吸着法は固定化条件が極めて温和であり
、しかも酵素と担体との結合が緩やかなため固定化に伴
う酵素の損傷は少なく、また一旦固定化した後の酵素の
失活が少ない特徴を有するが、固定化の効率が低いこと
、固定化に長時間を必要とすること。

吸着が担体の表面状１１に大きく依存すること、酵素の
脱着を起こし易いこと等の欠点を有している。

「発明の目的」 本発明は固定化収率が大きく、シかも固定化後の脱着の
少ない酵素の固定化法を開発するにある。

また、酵素の失活が少ない固定化法を開発するにある。

また、更に他の目的は触媒として利用効率が高く、かつ
強度や操作１優れた固定化酵素担体を提供するにある。

「発明の構成ｊ 本発明は水酸基含有繊維を反応性染料で染色した後、残
存する反応性基に酵素１２：応させることを特徴とする
水酸基含有繊維への酵素固定化法。

および水酸基含有繊維をカチオン化剤でカチオン化した
後、アニオン基含有反応性染料で染色し。

残存する反応性基に酵素を反応させることを特徴とする
水酸基含有繊維への酵素固定化方法である。

本発明において用いられる水酸基含有繊維としては天然
または再生のセルロース繊維、ポリビニルアルコール繊
維等が例示されるが、特にセルロース繊維が大きな活性
表面積を持つことから好ましい。なお１反応性染料の吸
尽性および反応性を向上させるため水酸基含有繊維は予
めカチオン化剤でカチオン化するのが特に好ましい。カ
チオン化剤としては、たとえば第４級アンモニウム塩基
を有するビニル単量体を繊維内重合またはグラフト重合
させる方法、第４級アンモニウム塩基を有し、かつ水酸
基と共電結合で反応し得る基を有する化合物を反応させ
る方法、第３級窒素含有化合物を導入した後４級化する
方法等が例示される。

しかしながら、水酸基と共有結合で反応し得る基を有す
る第４級アンモニウム化合物を反応させる方法が反応の
容易さ１反応効率等から特に好ましい。このような化合
物としては１下記一般式ＣＩ）や［ＩＩ）で示される化
合物が例示される。

Ｒり 具体的にはエポキシプロピルトリメチルアンモニウムク
ロライド、エポキシプロピルトリメチルアンモニウムク
ロライド、　Ｎ　−メｆｌＬ’　−Ｎ　−（２＋３エポ
キシプロビル）モルホリニウムクロライド。

Ｎ−メｆ＃−Ｎ−（２，３−エポキシプロビル）ピペラ
ジン、およびそれらの前駆体である対応するへμヒドリ
ン化合物が挙げられるが、特にエポキシプロピルトリメ
チルアンモニウムクロライドの前駆体である３−クロロ
−２−ヒドロキシプロピルトリメチルアンモニウムクロ
ライドが特に好ましい。該化合物によるセルロース系繊
維の改質は通常アルカリ触媒の存在下に行われるが、改
質剤としてエポキシ基含有化合物を用いバッド−スチー
ム法、バッド−キュア法により１００℃以上の高温で処
理するときは中性〜弱アルカリ性で行うこともできる。

特に浸漬法またはバッド−熟成法で処理するときは処理
液ｐＨが１０以上、特に１２以上のアルカリ性とするに
十分なアルカリ種および量を用いるのが好ましい。通常
水酸化アルカリが用いられる。繊維の形態としては繊維
、糸。

織物、編物、不織布等任意でよく、また他の繊維　５− との混用品であってもよい。

本発明において用いられる反応性染料としては繊維のカ
チオン化の有無によっても異なる。すなわち、カチオン
化繊維の場合５反応性染料の持つアニオン基によって染
料がイオン結合することからアルカリ不在下の染色後染
料の反応性基を酵素の固定化に残すことができる。この
ため反応性基を１個以上有する染料ならいずれも使用可
能である。しかし１反応性染料をアルカリ存在下共有結
合で反応染色するとき、または未改質の繊維に反応性染
料をアルカリ存在下固着するときはジクロルトリアジン
型の反応性染料を用いることが必要であり、１個の反応
性基を繊維との反応に利用し。

残りの１個の反応性基を酵素固定化に利用する。

このタイプの染料としては、たとえばＣ，１，！ｊアク
チブイエロー１．４．７．Ｃ，１，リアクチブレッド１
、Ｃ，１，リアクチジオレンジ１８．Ｃ，１，リアクチ
ブプＡ／−４１３１等が例示される。

染色はカチオン化繊維の場合無触媒で行うこともできる
が１通常反応性染料とアルカリ触媒、好６− ましくけ炭酸アルカリ、重炭酸アルカリおよび所望によ
り芒硝を含む染色洛中で吸尽染色される。

ここで重要なことは染色後反応性基を残すことである。

カチオン化繊維は反応性染料の吸着が低温かつ迅速に起
ることから反応性基の分解も少なく。

酵素との反応坐席として多くの反応性基が残り酵素の固
定化効率が改善される。

本発明において対象とする酵素は酵素蛋白質中に染料の
反応性基と結合し得る遊離アミノ基、フェノール基ある
いはスルフヒドリル基を持つ酵素であり、たとえばウレ
アーゼ、ラクターゼ、トリフＶ　ン＊　！Ｊボヌクレア
ーゼ、ベニシリアミラーゼ、カタラーゼ、チロＶナーゼ
、乳酸デヒドロゲナーゼ、リゾチーム、α−キモトリプ
シン、ピルビン酸キナーゼ、ホスホジエステヲーゼ、ホ
スホモノエステラーゼ、グルコアミラーゼ、ＡＴＰアー
ゼ。

アビラーゼ等が例示される。

酵素固定化は通常反応性染料染色繊維を酵素水溶液と接
触させることにより行われる。

「発明の効果」 本発明によるときは、繊維と酵素との間の結合力が強く
、持続性、活性も大きいので連続反応に利用することが
できる。゛すなわち、酵素固定化繊維を適当なカラムに
充填し、酵素の至適温度、至適ｐｉ（のもとに基質溶液
を流すと又応生成物を連続的に取出すことができる。ま
た、基質溶液中にれ取扱いが容易な特徴を有する。また
、染色されているところから固定化する酵素の種類によ
って色を変えることにより種類区分が容易になる利点も
ある。

更に酵素の固定化の効率が高くかつ表面積が大きいこと
から酵素反応効率も向上する等多くの特徴を有している
。

以下、実施例により本発明を説明する。なお。

実施例中の部は重量部を意味する。

実施例１゜ 綿ボブリン３部を、３−クロロ−２−ヒドロキシプロピ
ルトリメチルアンモニウムクロライド７．５部、苛性ソ
ーダ０．４５部および水６８部よりなる処理液中に投入
し、振とうしながら６０℃迄加熱し、更に苛性ソーダ０
．４５部を水８部にとかした水溶液を処理液に追加して
９０℃に昇温し、６０分間反応させた。冷却後水洗、乾
燥してカチオン化セルロースｍａ’を得た。

次イで２０℃の水８０部にカチオン化セルロース繊維を
投入し、１０分後後Ｃ。、リアクチブイエロー４　０．
０４５部を水２０部に溶解した染料溶液を加え、１０分
後芒硝４．５部／水３０部を加え、更に１０分後ソーダ
灰１．０５部／分１０部を加え。

４０℃に昇温して６０分間染色した。冷却、水洗後、９
０℃のノニオン界面活性剤１１／Ｊ水溶液中で洗浄し、
更に水洗、乾燥した。

得られた染色布をウレアーゼ（半押化学薬品社製〕１部
、水１００部からなる水溶液中に投入し。

常温で８時間攪拌した後、充分水洗しウレアーゼ固定化
綿布を得た。

得られたウレアーゼ固定化綿布を尿素水溶液中に投入す
ると水溶液のｐＨが上昇しウレアーゼの一〇− 酵素活性が認められた。このときの反応時間とｐＨ上昇
の関係を第１図に示した。

また、ウレアーゼ固定化綿布を２回、３回・・・・・・
と繰返し使用しても酵素活性が低下しないことが認めら
れた。

実施例２゜ 実施例１で得た染色布０．３部をリゾチーム（ＳＩＧＭ
Ａ社）０．２部／水１００部溶液に投入し。

５℃で２４時間攪拌した後、充分水洗してからｐＨ６，
５のＭ衝液中に冷所で保存した。

次いで、酵素固定化綿布をマイクロコツカスリゾデイク
テイクス（ＳＩＧＭＡ社）の懸濁水溶液中に投入すると
４５０μｍにおける透過率が増大することによりリゾチ
ームの酵素活性を確認し九。

なお、リゾチームの酵素活性の測定はＧ、Ｋａｙ＆Ｍ、
Ｄ、Ｌｉ１ｌｙ　；　Ｂｉｏｃｈｅｍｉｃａ　ｅｔ　Ｂ
ｉｏｐｈｙｓｉｃａ　ａｃｔａ第１９８巻、第２７６頁
（１９７０年）によった。

実施例３゜ Ｃ，１，リアクチブイエロー０．０９部および水１００
部よりなる染液に綿ボブリン３部を投入し、１０１０− 分枝１５ｑ６芒硝水溶液３０部を加え、１０分後更に５
％ソーダ灰水溶液２０部を加え、４０℃で６０分間処理
した後、水沈、乾燥を行い、酵素固定化担体を製造した
。このようにして製造した担体０．４部およびウレアー
ゼ１部を水１００部中に入れ、室温で８時間攪拌した後
、取出し充分洗浄を行って固定化酵素を製造した。

得られた固定化酵素の酵素活性を実施例１の処理布と共
に試験し、その結果を第１表に比較表示した。

第　１　表

【図面の簡単な説明】

第１図はウレアーゼ固定化綿布を尿素水溶液中に浸漬し
たときの浸漬時間とｐＨ変化の関係を示す図面である。 特許出願人　東洋紡績株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　水酸基含有繊維を反応性染料で染色し喪後。 残存する反応性基に酵素を反応させることを特徴とする
   水酸基含有繊維への酵素固定化法。 ２、　水酸基含有繊維をカチオン化剤でカチオン化した
   後、アニオン基含有反応性染料で染色し。 残存する反応性基に酵素を反応させることを特徴とする
   水酸基含有繊維への酵素固定化方法。