JPS645877B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS645877B2 JPS645877B2 JP20512784A JP20512784A JPS645877B2 JP S645877 B2 JPS645877 B2 JP S645877B2 JP 20512784 A JP20512784 A JP 20512784A JP 20512784 A JP20512784 A JP 20512784A JP S645877 B2 JPS645877 B2 JP S645877B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- enzyme
- urethane prepolymer
- water
- gel
- activity
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Expired
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- Immobilizing And Processing Of Enzymes And Microorganisms (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明の背景および課題
本発明は固定化酵素の製造方法に関する。水溶
液における酵素の不安定性を解消し、また連続的
利用をはかるため酵素を不溶性とするいくつかの
方法が知られている。その一つとして包括法とし
て知られる酵素をポリマーゲル格子中に包み込ん
だり、あるいはポリマー皮膜で被覆する方法があ
る。従来包括法に使用し得るポリマーゲルとして
は、ポリアクリルアミドゲル、カラギーナンカリ
ウムゲル、アルギン酸カルシウムもしくはアルミ
ニウム等が知られているが、これは膜強度が弱
く、酵素のリークが大きい欠点があつた。
液における酵素の不安定性を解消し、また連続的
利用をはかるため酵素を不溶性とするいくつかの
方法が知られている。その一つとして包括法とし
て知られる酵素をポリマーゲル格子中に包み込ん
だり、あるいはポリマー皮膜で被覆する方法があ
る。従来包括法に使用し得るポリマーゲルとして
は、ポリアクリルアミドゲル、カラギーナンカリ
ウムゲル、アルギン酸カルシウムもしくはアルミ
ニウム等が知られているが、これは膜強度が弱
く、酵素のリークが大きい欠点があつた。
本発明者は、ウレタンプレポリマーと、水を含
む鎖延長剤との反応によつて生ずるポリウレタン
ゲルによる酵素の固定化を試みたが、通常のウレ
タンプレポリマーを使用した場合、種々の困難が
あることがわかつた。すなわち反応が速いためゲ
ルタイムが短く、操作が困難であり、また発生す
るガスが逃げることができずゲル体に包み込まれ
やすい、できたゲル体はそのため脆弱の酵素のリ
ークが大きく、連続長期使用に耐えられない。ま
た、酵素の安定性も小さく経日的に活性が低下す
る。さらに基質透過性にも乏しい。さらにウレタ
ンプレポリマーの遊離イソシアネート基が酵素の
蛋白自体と反応して酵素活性を低下させる等の欠
点もある。
む鎖延長剤との反応によつて生ずるポリウレタン
ゲルによる酵素の固定化を試みたが、通常のウレ
タンプレポリマーを使用した場合、種々の困難が
あることがわかつた。すなわち反応が速いためゲ
ルタイムが短く、操作が困難であり、また発生す
るガスが逃げることができずゲル体に包み込まれ
やすい、できたゲル体はそのため脆弱の酵素のリ
ークが大きく、連続長期使用に耐えられない。ま
た、酵素の安定性も小さく経日的に活性が低下す
る。さらに基質透過性にも乏しい。さらにウレタ
ンプレポリマーの遊離イソシアネート基が酵素の
蛋白自体と反応して酵素活性を低下させる等の欠
点もある。
本発明はこれらの困難を解消できる新しい酵素
固定化法を提供する。
固定化法を提供する。
解決方法
本発明は、水溶性ウレタンプレポリマー重亜硫
酸塩付加物と鎖延長剤との反応によつて生ずるゲ
ル中に酵素またはその給源微生物菌体を包括する
ことを特徴とする固定化酵素の製造法に関する。
酸塩付加物と鎖延長剤との反応によつて生ずるゲ
ル中に酵素またはその給源微生物菌体を包括する
ことを特徴とする固定化酵素の製造法に関する。
水溶性ウレタンプレポリマー重亜硫酸塩付加物
すなわちウレタンプレポリマーの末端遊離イソシ
アネート基を重亜硫酸塩でブロツクしたプレポリ
マーの使用により、ゲルタイムが長くなり、ゲル
体内部にガス（CO2）が包み込まれることが少な
くなり、酵素の固定化率も向上する。また、酵素
活性残存率もよく、連続長期使用においても安定
性が大きい。できた膜は強度が大であり、また基
質透過性にもすぐれている。また酵素蛋白とイソ
シアネート基との反応による酵素活性の低下も少
ない。
すなわちウレタンプレポリマーの末端遊離イソシ
アネート基を重亜硫酸塩でブロツクしたプレポリ
マーの使用により、ゲルタイムが長くなり、ゲル
体内部にガス（CO2）が包み込まれることが少な
くなり、酵素の固定化率も向上する。また、酵素
活性残存率もよく、連続長期使用においても安定
性が大きい。できた膜は強度が大であり、また基
質透過性にもすぐれている。また酵素蛋白とイソ
シアネート基との反応による酵素活性の低下も少
ない。
好ましい実施態様
水溶性ウレタンプレポリマー重亜硫酸塩付加物
は織物の防しわ加工等に使用される薬剤として市
販されており、周知である。それらは一般にポリ
オール成分とポリイソシアネートと常法により反
応させてウレタンプレポリマーをつくり、その末
端遊離イソシアネート基を重亜硫酸塩、例えばナ
トリウム塩との反応によつてブロツク化すること
により製造される。例えばエチレンオキシド
（EO）とプロピレンオキシド（PO）とのブロツ
ク共重合体よりなるポリエーテルポリオールおよ
びジイソシアネートとから製造したウレタンプレ
ポリマーの重亜硫酸塩付加物は次の式で表され
る。
は織物の防しわ加工等に使用される薬剤として市
販されており、周知である。それらは一般にポリ
オール成分とポリイソシアネートと常法により反
応させてウレタンプレポリマーをつくり、その末
端遊離イソシアネート基を重亜硫酸塩、例えばナ
トリウム塩との反応によつてブロツク化すること
により製造される。例えばエチレンオキシド
（EO）とプロピレンオキシド（PO）とのブロツ
ク共重合体よりなるポリエーテルポリオールおよ
びジイソシアネートとから製造したウレタンプレ
ポリマーの重亜硫酸塩付加物は次の式で表され
る。
NaO3SOCHN−Ｒ−OCHN−（EO）y−（PO）x−
（EO）y−NHCO−Ｒ−NHCOSO3Na この化合物は水溶性であり、常温では安定であ
るが、加熱または活性水素含有化合物によりイソ
シアート官能性を再生し、水、ポリアミン、ポリ
オール等の鎖延長剤によつて鎖延長し得る。
（EO）y−NHCO−Ｒ−NHCOSO3Na この化合物は水溶性であり、常温では安定であ
るが、加熱または活性水素含有化合物によりイソ
シアート官能性を再生し、水、ポリアミン、ポリ
オール等の鎖延長剤によつて鎖延長し得る。
プレポリマーのポリオール成分としては公知の
ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオー
ル、ポリジメチルシロキサン含有ポリオールなど
を使用することができ、またグリセリンやトリメ
チロールプロパン等の活性水素を３個以上含む出
発化合物にアルキレンオキシドを付加して得られ
るポリエーテルポリオールまたはポリエステルポ
リオールも使用できる。これらポリオール成分は
生成物に適度の親水性を付与するためエチレンオ
キシドを少なくとも10重量％含むことが好まし
い。
ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオー
ル、ポリジメチルシロキサン含有ポリオールなど
を使用することができ、またグリセリンやトリメ
チロールプロパン等の活性水素を３個以上含む出
発化合物にアルキレンオキシドを付加して得られ
るポリエーテルポリオールまたはポリエステルポ
リオールも使用できる。これらポリオール成分は
生成物に適度の親水性を付与するためエチレンオ
キシドを少なくとも10重量％含むことが好まし
い。
使用し得るポリイソシアネートとしては、通常
のものでよく、例えばトリレンジイソシアネー
ト、キシリレンジイソシアネート、ヘキサメチレ
ンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネー
ト等がある。
のものでよく、例えばトリレンジイソシアネー
ト、キシリレンジイソシアネート、ヘキサメチレ
ンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネー
ト等がある。
水溶性ウレタンプレポリマー重亜硫酸塩付加物
は、例えば出願人会社からエラストロンなる商標
名で市販されている。
は、例えば出願人会社からエラストロンなる商標
名で市販されている。
鎖延長剤としては、この場合水およびポリアミ
ン、例えばヘキサメチレンジアミンが好ましく、
特に両者を併用するのが最も好ましい。
ン、例えばヘキサメチレンジアミンが好ましく、
特に両者を併用するのが最も好ましい。
任意の酵素を固定化することができ、例えばア
ミラーゼ、プロテアーゼ、リパーゼ、グルコース
オキシダーゼ、セルラーゼ、グルコースイソメラ
ーゼ等があり、これら酵素の精製の程度は任意で
ある。またこれら酵素の給源微生物の菌体、例え
ばバチリス層等の細菌、アスペルギルス属、リゾ
プス属、ペニシリウム属等のカビ、およびサツカ
ロミセス属等の酵母、ストレプトミセス属等の放
線菌を固定化することもできる。
ミラーゼ、プロテアーゼ、リパーゼ、グルコース
オキシダーゼ、セルラーゼ、グルコースイソメラ
ーゼ等があり、これら酵素の精製の程度は任意で
ある。またこれら酵素の給源微生物の菌体、例え
ばバチリス層等の細菌、アスペルギルス属、リゾ
プス属、ペニシリウム属等のカビ、およびサツカ
ロミセス属等の酵母、ストレプトミセス属等の放
線菌を固定化することもできる。
固定化手段としては、ポリマーゲル格子中に包
み込む方法がある。この方法では、ウレタンプレ
ポリマー重亜硫酸塩付加物を水または適当なPH範
囲、好ましくはPH９以上の緩衝液に溶解し、それ
へ酵素および必要に応じヘキサメチレンジアミン
等のポリアミンを加えてよくかきまぜ、適当な大
きさのバツトへ注ぎ、全体を膜状にゲル化させれ
ばよい。反応は室温でも進行するが、酵素が失活
しない温度、例えば50℃までの温度に加温するこ
とによつて促進される。
み込む方法がある。この方法では、ウレタンプレ
ポリマー重亜硫酸塩付加物を水または適当なPH範
囲、好ましくはPH９以上の緩衝液に溶解し、それ
へ酵素および必要に応じヘキサメチレンジアミン
等のポリアミンを加えてよくかきまぜ、適当な大
きさのバツトへ注ぎ、全体を膜状にゲル化させれ
ばよい。反応は室温でも進行するが、酵素が失活
しない温度、例えば50℃までの温度に加温するこ
とによつて促進される。
実施例
グリセリンへ、水酸基１個当たりエチレンオキ
シド9.5モル、プロピレンオキシド9.5モルをその
順序でブロツク状に付加して得られるポリエーテ
ルポリオールと、OH／NCO比１／２の割合で、
２，５−ジメチルベンゼン−１，４−ジイソシア
ネートを反応させて得られるウレタンプレポリマ
ーの重亜硫酸ナトリウム付加物の35％水溶液100
部を室温でPH９の緩衝液250部に溶解し、これへ
リパーゼ（名糖産業社製）100mgを加えてよくか
きまぜ、次いでヘキサメチレンジアミン45部を加
えて40℃に加温し、これをホーローバツトへ注い
で膜化した。膜化には20分間かゝり、気泡は殆ど
入つていなかつた。ゲル化完了後冷却し、ハサミ
でペレツト状に細かく切断し、ビーカーに移し、
５℃の冷水で洗液が中性になるまで洗浄した。
シド9.5モル、プロピレンオキシド9.5モルをその
順序でブロツク状に付加して得られるポリエーテ
ルポリオールと、OH／NCO比１／２の割合で、
２，５−ジメチルベンゼン−１，４−ジイソシア
ネートを反応させて得られるウレタンプレポリマ
ーの重亜硫酸ナトリウム付加物の35％水溶液100
部を室温でPH９の緩衝液250部に溶解し、これへ
リパーゼ（名糖産業社製）100mgを加えてよくか
きまぜ、次いでヘキサメチレンジアミン45部を加
えて40℃に加温し、これをホーローバツトへ注い
で膜化した。膜化には20分間かゝり、気泡は殆ど
入つていなかつた。ゲル化完了後冷却し、ハサミ
でペレツト状に細かく切断し、ビーカーに移し、
５℃の冷水で洗液が中性になるまで洗浄した。
このペレツトのリパーゼ活性を測定したとこ
ろ、用いた酵素活性の50％を保有していた。尚、
本固定化物を１ケ月間連続で基質を通して用いた
後、酵素活性を測定したところ、固定化後の活性
の90％を保持していた。
ろ、用いた酵素活性の50％を保有していた。尚、
本固定化物を１ケ月間連続で基質を通して用いた
後、酵素活性を測定したところ、固定化後の活性
の90％を保持していた。
比較例
実施例と全く同じでただNaHSO3でブロツク
化していないウレタンプレポリマーを用いてリパ
ーゼの固定化を行つた。膜化は２〜３分で起こり
気泡が残り脆弱な膜となつた。この時のリパーゼ
活性を測定したところ、用いた酵素活性の10％を
保持しているに過ぎなかつた。尚、本固定化物を
３日間連続で基質を通して用いた後、酵素活性を
測定したところ、固定化後の活性の10％を保持し
ているに過ぎなかつた。また、５日後には膜はく
ずれ酵素は殆ど残つていなかつた。
化していないウレタンプレポリマーを用いてリパ
ーゼの固定化を行つた。膜化は２〜３分で起こり
気泡が残り脆弱な膜となつた。この時のリパーゼ
活性を測定したところ、用いた酵素活性の10％を
保持しているに過ぎなかつた。尚、本固定化物を
３日間連続で基質を通して用いた後、酵素活性を
測定したところ、固定化後の活性の10％を保持し
ているに過ぎなかつた。また、５日後には膜はく
ずれ酵素は殆ど残つていなかつた。
Claims (1)
- １ 水溶性ウレタンプレポリマー重亜硫酸塩付加
物と鎖延長剤との反応によつて生ずるゲル中に酵
素またはその給源微生物菌体を包括することを特
徴とする固定化酵素の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20512784A JPS6181785A (ja) | 1984-09-28 | 1984-09-28 | 酵素固定化法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20512784A JPS6181785A (ja) | 1984-09-28 | 1984-09-28 | 酵素固定化法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6181785A JPS6181785A (ja) | 1986-04-25 |
| JPS645877B2 true JPS645877B2 (ja) | 1989-02-01 |
Family
ID=16501872
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20512784A Granted JPS6181785A (ja) | 1984-09-28 | 1984-09-28 | 酵素固定化法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6181785A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3705687A1 (de) * | 1987-02-23 | 1988-09-01 | Boehringer Mannheim Gmbh | Polyurethanmodifizierte enzyme |
| JPH0334683U (ja) * | 1989-08-16 | 1991-04-04 |
-
1984
- 1984-09-28 JP JP20512784A patent/JPS6181785A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6181785A (ja) | 1986-04-25 |
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