JPS6070077A - 酵素固定用組成物の製造方法 - 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】 本発明は酵素を確実にかつ効率的に固定化し高活性を有
する固定化酵素剤を製造する方法ＶＣ関する□ 酔紫は特定の初値と反応するといつ洪択性の故に、医薬
品、食品工業プロセスや分析化学へ応用する試みが多年
に亘って続けらｎてきた。

（１） 然しなから、一方で＃素は一般に微生物から懐雑なプロ
セスによって抽出ｙｆＪ製されるために非常に高価であ
り、また該酵素を工業プロセス等に利用する場合には、
非連硯システムとならざるを得す、こｎらの点で酵素の
利用が制限さ１１゜る。これに対して酵素全水不活性担
体に保持せしめる、いわゆる−走化のための研究がｉｑ
ｓ。

年頃に始まり、／９ＡＯ年代には工業的実用化が可能と
なったのであり、現在では固定化酵素は広く適用さｎて
いる。

酵素の固定化の方法も種々開発されるようになってきて
おり、それらは包括法、吸着性、架橋化法、共有結合法
に大別される。このうち包括法とは・高分子格子内の空
間に酵素を包括するか、マイクロカプセル内に酵素を封
入する方法である。つまり酵素分子は高分子が形成する
三次元網目構造内に、或いは高分子膜が形ｖｊＪＴる殻
内に物理的に固定化されることになる。この場合の高分
子は合成高分子としてはポリアクリルアミド、エチレン
−酢ビ共重合体、ボリビｊ　１ ニルアルコール等が、又天然高分子としてはコラーゲン
、セルロース、アルギン酸、寒天、カラギーナン等が多
用される。包括法においてはその操作は比較的簡単で、
酵素は溶出し難いものの後述の共有結合法に比べると若
干の不利は無視できない。

１４＋Ｊち、包括法の留意すべき点は基質と生成物の高
分子格子内における拡散速度が全体の反応を律速するこ
とが多く、特に高分子量の基質や生成物が関与する場合
には拡散適度が小さいため、適用が困難である。また東
合性単櫨体と酵素の混合液を適当な方法で重合する場合
には、酵素を失活せしめないような条件全設件すべきこ
と・また天然高分子内に酵素を包括する場合にも同様に
酵素活性を低減せしめないようＫ　ｌｆｊ温で操作する
等の配慮が必要である。

成層法とは、不溶性担体に酵素を吸着固定化する方決で
ある。ここで供される不溶性担体にはＤＥＡＦセルロー
ス、セルロースエステル、ホ“ＩＪ　メタクリレート等
の有機高分子或いはガラス、活性炭、アルミナ、ケイソ
ウ土等の無機物質が挙げられる。本ｆ：、Ｇコ操作が簡
単でかつ担体表面で＋ｙ素反応が通行するために、前述
の包括法の如き基質や生成物の拡散のに４題がないだけ
でなく、吸脱漸が可逆的であるために担体の繰り返し使
用が可能になるという利点がある反曲ＢＹ−ＩＬが溶出
し易いという欠点を併せ持つのである。

架橋化法とは１比分子量の多官能性物質を酵素浴液又は
酵素と小溶性担体の混合液に加えることにより、酔案分
十間或いは隙累と不溶性担体の間に共有結合による架橋
構造を形成することにより酵素を不溶化する方法である
、本状に供すｒ、る多官能性物質としては、ゲルタール
アルデヒドが最も一般的である。又不溶性担体としては
アルキルアミン化多孔性ガラス、ポリエチレンイミンを
被覆したガラス、ゼラチン、コラーゲン等か挙げらｎる
。しかし本状は比較的操作が簡単であるが、多量の酵素
を要して効率が低く、また多官能性物質による酵素の失
活かしばしは問題になる。

共有結合法とは、不溶性担体か有する活性基と酵素分子
が有する活性基とを直接或いは何らかの化学物質を介し
て化学結合せしめることにより該酵素を不溶化するもの
であり、化学結合様式によりペプチド結合法、ジアゾ法
、アルキル化法、シフ塩形成法、Ｕｇｉ反応法等が挙げ
られる。小溶性担体としてはデキストラン、セルロース
、コラーゲン等の天然有機高分子、ナイロン、ポリスチ
レン、ポリアクリルアミド、ポリビニルアルコール等の
合成有機高分子、シリカ、チタニア、ジルコニア等の無
機物質等が挙げられる。本状により固定化された酵素は
一般に高活性を示し、元の酵素よりも高い活性を呈する
こともある。またｍ累の溶出が極めて少ないという利点
ヲ有する。しかしその反面、固定化に使用する物質によ
る酵素の活性の低下をまねく場合がしはしばあり、更に
は操作が槙雑であるという欠点を有する。

本発明者らはかかる現状に鑑み、安薗でかっ（ｊ） 容易に附素固走化用組成物全製造する方法について鋭意
研究を重ねた結果、多糖類を含有する天然産出物を過ヨ
ウ素酸又はその塩で処理するという極めて特異的な手段
で目的を達成できることを見田し不発１１１を完成した
。

つまり天然産出物を過ヨウ素酸又はその塩類で処理する
ことにより該天然産出物の表面及びその嶺めて近傍にお
いて容易にアルデヒド基を生成させることが出来、該ア
ルデヒド基が酵素が含有するアミ７基との間で所謂シッ
フ塩を形成する能力？有するため共有結合型の担体とな
るのである。

種子等の穀類、テングサ・オゴノリ、マクサキリンサイ
、ファセラリア等の海藻石、オレンジ、ザポン、グレー
プフルーツ、夏ミカン、温州ミカン、バナナ、リンゴ等
の果皮、木片全必要に応じて水洗、粗砕等の前処理を施
したものが供せられる。

（６〕 史には麻、木綿等の繊維状に加工したもの、ビスコース
レイヨン、セルロースジアセテート、セルローストリア
セテート繊維の如く化学的加工を施し繊維状となしたる
ものも、丁べて供することができるのである。

本発明による組成物から製造される固定化醇素剤をカラ
ム等に充填して酵素反応に供した際の圧力損失を考慮す
ると、穀類の如く粒径が均一な粒状物或いは繊維状物で
あることが好ましい□本発明の特徴はかかる形状が極め
て容易に獲得できる点にある０つまり従来の方法に依ｎ
ば均一な粒径とするためにある成形ＤＯ工、或いは篩別
が必要であるのに対して、本発明の方法によれはかかる
加工は全く不要か極めて簡素化することが出来るのであ
る。

本発明を実施する上で供せられた天然産出物は必要に応
じて水洗し粗砕又は切断した後、過ヨウ素酸又はその塩
で処理される。処理法としては種々の方法をとることが
できるが、ｏ、ｏｏｏｓ乃至θ０１モル／リットルの過
ヨウ素酸又はその＃Ａ類溶液中に箪温乃至１ＩｏＣで１
分乃至３時間浸漬することが好ましい。

本発明の骨子は供せられた天然産出物の表面及びその極
めて近傍でその隔成する多糖類を部分酸化するが、該天
然産出物が本来的に有していた形状、強度には実質的に
何の変化ももたらさない点にあり、こｎｆ実現するため
に上記処理条件力）ら適宜遊走されるが、供せらｎる天
然産出物の種類に応じて適正化を図るべきであることは
当然である。

該部分酸化処理の後に水で洗浄し、又必要に応シて００
５％のエチレングリコール水浴液で反応を完了せしめた
後に水で洗浄することにより表面にアルデヒド基を有す
る酵素固定化用組成物が得らｎ、る。固定化の対象とな
る酵素としては、上記からアミ７基を有しているものす
べてを用いることができることは明らかである。

実施例 水洗した表中の各材料ｇｏ！７２θＯＯＳモル／リット
ルの一度を有する過ヨウ素酸ナトリウム溶液中に３０Ｃ
ユ時間浸漬した後、流水で洗浄した。次にストレプトマ
イセスフェオクロモゲネスより得た部分精製グルコース
イソメラーゼ（２２！ｆ単位／ｍり）３ｍｇｉＰＨ？の
生理食塩水ｓ　ｏ　ｏ　＋ｎｌに俗解して得た溶液中に
上記処理後の各種材料を分散せしめλｊＣで３０分間放
置して固定化グルコースイソメラーゼ剤Ｓユｏｇを得た
０このうち／３９を直径ｌＳｍのカラムに充填し、基質
としてθ／Ｍグルコース溶液ｆ１０ｒｎｌ／時　で流し
てフラクトースを生成せしめ下表を得た。

（９） 表中活性ｌ単位はフラクトースｋ　／　ｔ＋９／分ノ割
合で生ＩＮＪＴる活性を表わす。

表から本発明の方法による固定化酵素製剤が実用に供し
得る髪れたものであることが判る。

（／／）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ｌ　多糖類を含有する天然産出物又はその誘導体を過ヨ
   ウ素酸又はその塩で処理することを特徴とする酵素固定
   用組成物の製造方法。 ユ　処理が該天然産出物又をゴその６導体を過ヨウ素酸
   又はその塩のｏ、　ｏ　ｏ　ｏ　ｓ乃至θ０１モル／ｌ
   の水浴液中に浸漬することであることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載の酵素固定用組成物の製造方法。