PL143017B1 - Method of obtaining a preparation which contains penicillin amidose as immobilized enzyme - Google Patents

Method of obtaining a preparation which contains penicillin amidose as immobilized enzyme Download PDF

Info

Publication number
PL143017B1
PL143017B1 PL24792584A PL24792584A PL143017B1 PL 143017 B1 PL143017 B1 PL 143017B1 PL 24792584 A PL24792584 A PL 24792584A PL 24792584 A PL24792584 A PL 24792584A PL 143017 B1 PL143017 B1 PL 143017B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
preparation
enzyme
penicillin amidase
immobilization
penicillin
Prior art date
Application number
PL24792584A
Other languages
Polish (pl)
Other versions
PL247925A1 (en
Inventor
Ewa Miernik
Lidia Pass
Olgierd Lubinski
Maria Malinowska
Alina Marciniak
Barbara Winterot
Original Assignee
Tarchominskie Zaklad Farma
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tarchominskie Zaklad Farma filed Critical Tarchominskie Zaklad Farma
Priority to PL24792584A priority Critical patent/PL143017B1/en
Publication of PL247925A1 publication Critical patent/PL247925A1/en
Publication of PL143017B1 publication Critical patent/PL143017B1/en

Links

Landscapes

  • Immobilizing And Processing Of Enzymes And Microorganisms (AREA)

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania preparatu zawierajacego immobilizowany enzym amidaze penicylinowa poprzez pulapkowanie w alginianie wapnia wyizolowanego enzymu lub komórek drobnoustroju, zawierajacych ten enzym, polegajacy na tym, ze skladnik enzymatyczny poddaje sie wstepnemu usieciowaniu jedno- lub dwufunkcyjnym aldehydem alifatycznym, a ufor¬ mowany preparat uszlachetnia sie w obnizonej temperaturze.Amidaza penicylinowa jest enzymem odszczepiajacym lancuch boczny w pozycji 6 penicy¬ liny G z wytworzeniem kwasu 6-aminopenicylanowego (kwasu 6-AP), pólproduktu do syntezy peni¬ cylin pólsyntetycznych.Zastosowanie amidazy penicylinowej do ekonomicznej produkcji kwasu 6-AP w przemysle wiaze sie z koniecznoscia otrzymania nierozpuszczalnego, immobilizowanego preparatu enzyma¬ tycznego o wysokiej stabilnosci i trwalosci mechanicznej, przydatnego do wielokrotnego uzycia w procesie hydrolizy penicyliny. W literaturze patentowej opisano szereg metod uzyskiwania immobilizowanej amidazy penicylinowej m.in. przez stosowanie kompleksu z polimerem bezwod¬ nika kwasu maleinowego, ewentualnie z kopolimerem zmodyfikowanego wielocukru - patent polski nr 86 995, polimeru lub kopolimeru kwasu metakrylanowego - patent polski nr 94 970, nieroz¬ puszczalnego w wodzie absorbentu usieciowanego poliakrylanu - patent polski nr 95 095, zmo¬ dyfikowanych polimerów akrylamidowych - patent polski nr 102 256.Sieciowanie aldehydem glutarowym amidazy penicylinowej, osadzonej na nierozpuszczal¬ nych w wodzie polimerach lub kopolimerach kwasu metakrylanowego, opisano w patencie belgijskim nr 823 782, a usieciowanie komórek drobnoustroju, wytwarzajacego ten enzym bez zastosowania nosnika w patencie RFN nr 2 950 985• Dotychczas w literaturze brak jest danych o metodach immobilizacji amidazy penicyli¬ nowej w zelach, które maja jedynie zastosowanie do immobilizacji innych struktur biologicznych.Wedlug patentu japonskiego nr 8 013 391 metoda unieruchomienia dotyczy zywych komórek drobno-2 1^3 017 ustrojów produkujacych aminokwasy, kwasy nukleinowe i antybiotyki na zelach alginianowych lub pektynowych i polega na formowaniu membran alginianowych lub pektynowych zawierajacych komórki odpowiedniego drobnoustroju na materiale wspornikowym jak wlókna, tkaniny lub membrany celulo¬ zowe* latent brytyjski nr 2 098 236 opisuje sposób stabilizacji glicerolem preparatów enzyma¬ tycznych wytworzonych z uzyciem alginianu sodu* Sposób immobilizacji komórek drobnoustrojów opisany w patencie RFN nr 3 309 271 obejmuje sieciowanie aldehydem glutarowym w plynie fermentacyjnym, a nastepnie unieruchomienie usiecio- wanych komórek w zelu z karraginanu.Opisane metody immobilizacji amidazy penicylinowej sa z reguly skomplikowane i wielo¬ etapowe i obejmuja np, przygotowanie nosników polegajace na ich chemicznej modyfikacji, szereg czynnosci pomocniczych zwiazanych z przygotowaniem materialu do immobilizacji, wielokrotne sie¬ ciowanie skladnika enzymatycznego i kilkudziesieciogodzinny proces kontaktu enzymu z nosnikiem, co powoduje straty enzymu i trudnosci technologiczne, zwlaszcza w duzej skali.Metody immobilizacji w zelach, opisane w patentach japonskich, sa nieprzydatne do otrzy¬ mywania preparatów amidazy penicylinowej. Izolowana amidaza penicylinowa, nie poddawana wstepnej obróbce nie ulega pulapkowaniu w zelach alginianowych, a preparaty zawierajace zywe komórki drobnoustrojów nie maja zastosowania w procesach technologicznych wytwarzania kwasu 6-AP ze wzgledu na mozliwosc zakazen zarówno produktów jak i otoczenia. Wprowadzenie czynnika sieciuja¬ cego do plynu fermentacyjnego nie jest korzystne ze wzgledu na niespecyficzne wiazanie bialek bedacych produktami przemiany materii i bialek podloza, które nastepnie wchodza w sklad prepa¬ ratu enzymatycznego, Rrowadzenie procesu sieciowania aldehydem glutarowym, wedlug patentu belgijskiego nr 823 782, amidazy penicylinowej osadzonej na nierozpuszczalnych w wodzie polimerach i kopoli¬ merach kwasu metakrylanowego nie znajduje zastosowania w przypadku, gdy nosnikiem stosowanym do Immobilizacji sa zele, które bez modyfikacji enzymu nie adsorbuja go wogóle.Okazalo sie, ze amidaze penicylinowa mozna immobilizowac w prosty sposób w zelu algi- nianowym bez stosowania materialów wspornikowych, którego podstawowym warunkiem jest wstepna modyfikacja skladnika enzymatycznego, polegajaca na jego usieciowaniu, W przypadku zastosowania izolowanego bialka jako skladnika enzymatycznego, wstepne usieciowanie zmniejsza mozliwosc wydostania sie enzymu z kompleksów, a co za tym idzie umozliwia jego adsorpcje w zelu alginia- nowym. Zastosowanie czynnika sieciujacego jedno- lub dwufunkcyjnych aldehydów alifatycznych, przy immobilizacji komórek zawierajacych amidaze penicylinowa nie tylko polepsza wydajnosc immo¬ bilizacji w alginianie, lecz równiez inaktywuje drobnoustrój i prowadzi do uzyskania jalowego preparatu enzymatycznego.Sposób wedlug wynalazku obejmuje równiez uszlachetnienie preparatu zawierajacego amidaze penicylinowa, polegajace na poddaniu go procesowi zamrozenia, w wyniku którego nastepuje nie¬ odwracalne zmniejszenie masy preparatu, zwiekszenie stopnia jego usieciowania i porowatosci, co uwidacznia sie jako podwyzszenie specyficznej aktywnosci preparatu.Ponizsze tabele ilustruja wplyw czynnika sieciujacego na wydajnosc immobilizacji amidazy penicylinowej (tabela 1) oraz wplyw uszlachetniania na aktywnosc preparatu, zawierajacego ami¬ daze penicylinowa (tabela 2), Tabela 1 Porównanie stopnia immobilizacji w alginianie wapnia skladnika enzymatycznego poddanego wstepnej modyfikacji i niemodyfikowanego Skladnik i Modyfikacja skladnika enzymatyczny | enzymatycznego Stopien | immobilizacji J Bizym i - i 0 | izolowany j + "j Q5' j Komórki ! - ', 55% i E, coli i i 6396 z inakty- | wacja komórek i143 017 3 Tabela 2 Uszlachetnianie preparatu amidazy penicylinowej immobilizowanej w alginianie wapnia przez poddawanie go procesowi zamrozenia i—-~- — T—— T - , - - - - i 1 J Skladnik I enzymatyczny i Enzym izolowany ! Komórki E.coli Preparat j Ireparat nieusziachetniony I uszlachetniony i f 35 j/g j _U2-j/g I' 10 j/g } 70 j/g Reakcje sieciowania prowadzi sie w obecnosci lub nieobecnosci alginianu sodowego, który wtedy wprowadza sie do mieszaniny dopiero po reakcji sieciowania • Jako skladnik enzy¬ matyczny poddawany sieciowaniu stosuje sie enzym amidaze penicylinowa izolowana z komórek jedna ze znanych metod, lub komórek drobnoustroju wytwarzajacego ten enzym. Jako czynniki modyfikujace stosuje sie alifatyczne aldehydy jedno- lub dwufunkcyjne takie jak: aldehyd mrów¬ kowy, aldehyd octowy, aldehyd propionowy, aldehyd glutarowy, korzystnie aldehyd glutarowy.Reakcje sieciowania prowadzi sie w roztworach buforowych o wartosci pH 5$0-7,0. Mie¬ szanina do sieciowania zawiera skladnik enzymatyczny, czynnik sieciujacy i ewentualnie algi- nian sodowy w proporcjach od 6:1:6 do 15:1:10 w zaleznosci od aktywnosci enzymu. Stwierdzono, ze aldehydy stosowane w tych proporcjach jako czynniki sieciujace sa wlasciwymi dla formowa¬ nia zelu. Szybkosc reakcji sieciowania jest bezposrednio zalezna od temperatury; reakcje siecio¬ wania prowadzi sie w temperaturze 4-25°C, w czasie 1-24 godzin. Ireparat formuje sie poprzez wprowadzenie mieszaniny po sieciowaniu do wodnego roztworu soli metalu dwuwartosciowego, takiej jak chlorek wapniowy, w obecnosci nadmiaru jonów metalu. Do wprowadzenia mieszaniny po siecio¬ waniu do roztworu soli metalu stosuje sie urzadzenie dozujace te mieszanine w formie kropli 0 zadanej objetosci, dla uzyskania preparatu w postaci kulek o zadanej srednicy lub w formie okreslonego strumienia dla uzyskania preparatu w postaci monofilamentów o zadanej grubosci.Preparat pozostawia sie w roztworze w temperaturze okolo +4°C w ciagu 12-30 godzin, a nastepnie przemywa sie go 20-krotna objetoscia wody i w koncu poddaje oziebieniu w temperaturze od -10°C do -60°C w ciagu 18-60 godzin. Korzystnie o temperaturze -10 do -25°C nie krócej niz w ciagu 1 godz. po rozmrozeniu preparat przechowuje sie w temperaturze +4°C w zawiesinie wodnej z do¬ datkiem srodków zapobiegajacych zakazeniu, takich jak octan butylu, tymol i inne. Wydajnosc immobilizacji zalezy od formy preparatu i waha sie od 60% do 90%• Nalezy podkreslic, ze oryginalnosc opisanego sposobu postepowania wedlug wynalazku polega na wykorzystaniu jedno- lub dwufunkcyjnych aldehydów alifatycznych, w tym aldehydu glutanowego, jako srodka sieciujacego, z równoczesnym zastosowaniem alginianu jako materialu wspornikowego, co dotychczas nie bylo znane zarówno z literatury patentowej jak i naukowej.Bnmobilizacja amidazy penicylinowej, sposobem wedlug niniejszego wynalazku, jest prosta i sprowadza sie do zmieszania skladnika enzymatycznego i sieciujacego oraz nosnika a nastepnie uformowania preparatu. Metoda ta pozwala na otrzymanie preparatu w róznych formach i nie wy¬ maga zastosowania kosztownej i skomplikowanej aparatury. Sposób ten gwarantuje wysoka aktyw¬ nosc enzymatyczna preparatu i wysoka wydajnosc procesu Immobilizacji. Preparat wytworzony spo¬ sobem wedlug wynalazku jest trwaly mechanicznie, stabilny a zawarty w nim enzym nie ulega wymyciu ani w warunkach przechowywania ani w warunkach prowadzenia reakcji enzymatycznej. Pre¬ parat jest przydatny do wielokrotnej hydrolizy penicyliny G. Przy hydrolizie 10# roztworu soli sodowej lub potasowej penicyliny G uzyskuje sie kwas 6-AP z wydajnoscia 8596 wydajnosci teore¬ tycznej. Eb 100-krotnym uzyciu preparatu spadek jego aktywnosci nie przekracza 1096. Sposób wedlug wynalazku Jest ilustrowany ponizszymi przykladami, które jednak nie ograniczaja jego zakresu. Aktywnosc amidazy penicylinowej oznaczano metoda P.S. Nysa (Antibiotiki, 18, 270, 1973), w modyfikacji A. Szewczuka (Biotechn. Bioengn., 21, 1543, 1979)» Aktywnosc podano w jednostkach wedlug definicji: Jedna jednostka enzymu, która przeksztalca 1 pmol penicyliny G do kwasu 6-AP w ciagu 1 minuty w temp. 42°c.4 143 017 Przyklad I. Do 5 cnr zawiesiny 120 j amidazy penicylinowej w 0,02 mola/litr buforze octanowym o wartosci pH 5,0 dodano 0,04 g aldehydu glutarowegoi Mieszanine pozostawio¬ no w temperaturze +4°C w ciagu 24 godzin a nastepnie dodano 200 mg alginianu sodowego przy energicznym mieszaniu. Ufeyskana mieszanine wtloczono do 52 cnr 1,0 mola/litr wodnego roztworu chlorku wapniowego, stosujac cisnieniowy pojemnik zaopatrzony w filiery o srednicy 1 mmi Otrzy¬ mano preparat immobilizowanej amidazy penicylinowej w formie monofilamentów. R?eparat pozosta¬ wiono w roztworze chlorku wapniowego w ciagu 3 godzin w temperaturze +4 C, a nastepnie przemyto 10-krotna objetoscia wody i pozostawiono w temperaturze -10°C w ciagu 25 godzin. Otrzymano 102 J amidazy penicylinowej, co stanowi 85% wydajnosci immobilizacji.Przyklad II. Zawiesine 240 j amidazy penicylinowej, 0,025 g aldehydu glutaro- wego i 150 mg alginianu sodowego w 5 cnr 0,02 mola/litr buforu octanowego o wartosci pH 6,0, pozostawiono po dokladnym wymieszaniu w temperaturze pokojowej w ciagu 1 godziny, a nastepnie preparat formowano wedlug sposobu podanego w przykladzie I. Otrzymane monofilamenty pozosta¬ wiono w temperaturze -17°C w ciagu 12 godzin. Otrzymano 425 mg preparatu o aktywnosci calkowi¬ tej 144 j amidazy penicylinowej, co stanowi 60% wydajnosci immobilizacji.Przyklad III. Przygotowano mieszanine do formowania preparatu immobilizowanej amidazy penicylinowej, wedlug sposobu opisanego w przykladzie I, i wkraplajac ja przy miesza¬ niu do 10 objetosci, 1 mol/litr roztworu chlorku wapniowego, uzyskano preparat w postaci kulek o srednicy okolo 0,3 mm. Prowadzac dalsze postepowanie, zgodnie z przykladem I, otrzymano 1200 mg preparatu o calkowitej aktywnosci 72 j amidazy penicylinowej, co stanowi 60% wydajnosci immobilizacji. Ireparat ten uzywano do hydrolizy soli potasowej penicyliny G. Hydrolize pro¬ wadzono stosujac 1096 roztwór soli potasowej penicyliny G w 0,01 mola/litr chlorku wapniowego w temperaturze 35°C + 2°C, przy stalym mieszaniu 300 obr/min. z automatyczna kontrola pH w za¬ kresie 7,5 + 0,2 i automatycznym dozowaniem wodorotlenku amonowego, przy uzyciu 100 j enzymu na 1 g substratu. R czasie hydrolizy 30 min. uzyskano kwas 6-AP z wydajnoscia 88% wydajnosci teoretycznej. R 110 cyklach hydrolizy wedlug przykladu aktywnosc niniejszego preparatu immo¬ bilizowanej amidazy penicylinowej spadla o 10%.Przykl ad IV. Przygotowano mieszanine do formowania preparatu immobilizowanej amidazy penicylinowej o nastepujacym skladzie: 2,5 g wilgotnej masy komórkowej E.coli, zawiera¬ jacej amidaze penicylinowa, o calkowitej aktywnosci 192 j, 0,1 g aldehydu glutarowego i 300 mg alginianu sodowego w 0,02 mola/litr buforu cytrynianowego o wartosci pH 6,0. Mieszanine homo¬ genizowano, pozostawiono w temperaturze pokojowej w ciagu 5 godzin, a nastepnie postepowano wedlug sposobu opisanego w przykladzie I. Otrzymano 2,2 g preparatu o aktywnosci calkowitej 162 j amidazy penicylinowej, co stanowi 85% wydajnosci immobilizacji.Przyklad V. Przygotowano mieszanine do formowania preparatu immobilizowanej amidazy penicylinowej o nastepujacym skladzie: 75 g wilgotnej masy komórek E.coli, zawieraja¬ cych amidaze penicylinowa, o calkowitej aktywnosci 5344 J, 0,8 g aldehydu glutarowego i 6 g al¬ ginianu sodowego w 300 cnr 0,02 mola/litr buforu octanowego o wartosci pH 5,0. Mieszanine pozostawiono w temperaturze pokojowej w ciagu 18 godzin, a nastepnie formowano preparat w po¬ staci kulek wedlug metody opisanej w przykladzie III. Preparat pozostawiono w temperaturze -30°C w ciagu 18 godzin. Otrzymano 60 g preparatu o aktywnosci calkowitej amidazy penicylino¬ wej 4320 j, co stanowi 80% wydajnosci immobilizacji.Zastrzezenia patentowe 1. Sposób wytwarzania preparatu, zawierajacego immobilizowany enzym amidaze penicyli¬ nowa, polegajacy na pulapkowaniu w alginianie wapniowym wyizolowanego enzymu lub komórek drobno¬ ustroju zawierajacych ten enzym, znamienny tym, ze po wstepnym usieciowaniu skladnika enzymatycznego i Jego unieruchomieniem w spolimeryzowanym zelu alginianowym, uformo¬ wany preparat aktywuje sie i stabilizuje poddajac go uszlachetnianiu w obnizonej temperaturze.143 017 5 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze jako czynniki sieciujace stosuje sie jedno- i dwufunkcyjne aldehydy alifatyczne, korzystnie aldehyd glutarowy, a ufor¬ mowany preparat zawierajacy amidaze penicylinowa uszlachetnia sie w temperaturze od -10°C do -60°C, korzystnie w temperaturze -10 do -25°C, w czasie nie krótszym niz 1 godzina. PLThe subject of the invention is a method of producing a preparation containing the immobilized penicillin amidase enzyme by trapping the isolated enzyme or microbial cells containing this enzyme in calcium alginate, in which the enzyme component is subjected to initial cross-linking with a mono- or difunctional aliphatic aldehyde, and the refined Penicillin amidase is an enzyme that cleaves the side chain at position 6 of penicillin G to form 6-aminopenicillanic acid (6-AP acid), an intermediate for the synthesis of semi-synthetic penicillins. The use of penicillin amidase for the economic production of 6-AP acid. In the industry it is necessary to obtain an insoluble, immobilized enzyme preparation with high stability and mechanical stability, useful for repeated use in the process of penicillin hydrolysis. The patent literature describes a number of methods for obtaining immobilized penicillin amidase, e.g. by using a complex with a polymer of maleic acid anhydride, possibly with a copolymer of a modified polysaccharide - Polish patent No. 86,995, a polymer or copolymer of methacrylate acid - Polish patent No. 94,970, water-insoluble cross-linked polyacrylate absorbent - Polish patent No. 95,095, of modified acrylamide polymers - Polish Patent No. 102,256. Cross-linking with glutaraldehyde of penicillin amidase, deposited on water-insoluble polymers or copolymers of methacrylate acid, is described in Belgian Patent No. 823,782, and cross-linking of the cells of the microorganism producing this enzyme without the use of a carrier of this enzyme in German patent no. 2 950 985 • So far, there is no data in the literature on methods of immobilization of penicillin amidase in gels, which are only used for the immobilization of other biological structures. According to Japanese patent no. 8 013 391, the method of immobilization concerns living fine cells 1 ^ 3 017 producing systems These amino acids, nucleic acids and antibiotics on alginate or pectin gels and consists in the formation of alginate or pectin membranes containing cells of a suitable microorganism on a support material such as fibers, fabrics or cellulose membranes * British latent No. 2,098,236 describes a method of stabilization with enzyme glycerol The method of microbial cell immobilization, described in German Patent No. 3,309,271, includes cross-linking with glutaraldehyde in the fermentation fluid, and then immobilization of the cross-linked cells in a carraginan gel. The described methods of immobilization of penicillin amidase are usually complicated and usually complicated. ¬ staged and include, for example, preparation of carriers consisting in their chemical modification, a number of auxiliary activities related to the preparation of the material for immobilization, multiple crosslinking of the enzyme component and several dozen hours of contact between the enzyme and the carrier, which causes enzyme losses and technological difficulties, especially on a large scale. The methods of immobilization in gels, described in Japanese patents, are unsuitable for the preparation of penicillin amidase preparations. Isolated penicillin amidase, not subjected to pretreatment, does not trap in alginate gels, and preparations containing viable microbial cells are not applicable in the technological processes of 6-AP acid production due to the possibility of contamination of both products and the environment. The introduction of the cross-linking agent into the fermentation broth is not advantageous due to the nonspecific binding of proteins being the products of metabolism and the proteins of the substrate, which are then included in the enzyme preparation, Carrying out the cross-linking process with glutaraldehyde, according to the Belgian patent no. 823 782, embedded on water-insoluble polymers and copolymers of methacrylate acid is not applicable if the carrier used for immobilization are gels which do not adsorb the enzyme at all without modification of the enzyme. It has turned out that penicillin amidase can be immobilized in a simple manner in algae gel. without the use of support materials, the basic condition of which is the initial modification of the enzyme component, consisting in its cross-linking, When an isolated protein is used as an enzymatic component, the initial cross-linking reduces the possibility of the enzyme escaping from the complexes, and thus it enables its adsorption in the alginate gel. The use of a cross-linking agent of mono- or difunctional aliphatic aldehydes in the immobilization of cells containing penicillin amidase not only improves the efficiency of immobilization in alginate, but also inactivates the microorganism and leads to a sterile enzyme preparation. The method according to the invention also includes the enrichment of the preparation, on subjecting it to the freezing process, which results in an irreversible reduction in the mass of the preparation, an increase in the degree of cross-linking and porosity, which is reflected in an increase in the specific activity of the preparation. The following tables illustrate the effect of the cross-linking agent on the immobilization efficiency of penicillin amidase (Table 1) and preparation for the activity of a preparation containing penicillin amidase (Table 2), Table 1 Comparison of the degree of immobilization in calcium alginate of an enzyme component subject to initial modification and unmodified Ingredient and modification of the enzyme ingredient | Enzymatic Degree | immobilization J Bizym i - i 0 | isolated j + "j Q5 'j Cells! -', 55% i E, coli ii 6396 z inactivating i143 017 cells 3 Table 2 Refinement of the preparation of penicillin amidase immobilized in calcium alginate by subjecting it to the process of freezing i—- ~ - - T—— T -, - - - - i 1 J Enzymatic component I and isolated enzyme! E.coli cells Preparation j Raw and refined ireparat if 35 j / gj _U2-j / g I '10 j / g} 70 j / g The cross-linking reaction is carried out in the presence or absence of sodium alginate, which is then introduced into the mixture only after the cross-linking reaction • As the enzymatic component to be cross-linked, the enzyme penicillin amidase isolated from cells is used by one of the known methods, or cells of the microorganism producing this enzyme Aliphatic aldehydes, monofunctional or difunctional, such as formaldehyde, acetaldehyde, propionaldehyde, glutaraldehyde, preferably glutaraldehyde, are used as modifying agents. The cross-linking reactions are carried out in solution. buffers with a pH value of 5 $ 0-7.0. The cross-linking mixture contains the enzyme component, the cross-linking agent and optionally sodium alginate in proportions from 6: 1: 6 to 15: 1: 10 depending on the enzyme activity. The aldehydes used in these proportions as crosslinking agents have been found to be inherent in the formation of the gel. The speed of the cross-linking reaction is directly dependent on the temperature; The crosslinking reactions are carried out at 4-25 ° C for 1-24 hours. The precipitate is formed by introducing the crosslinked mixture into an aqueous solution of a divalent metal salt such as calcium chloride in the presence of an excess of metal ions. To introduce the mixture after crosslinking into the metal salt solution, a device dispensing the mixture in the form of drops of a given volume is used to obtain a preparation in the form of balls of a given diameter or in the form of a specific stream to obtain a preparation in the form of monofilaments with a given thickness. in the solution at a temperature of about + 4 ° C for 12-30 hours, then it is washed with 20 times the volume of water and finally cooled at the temperature from -10 ° C to -60 ° C for 18-60 hours. Preferably at a temperature of -10 to -25 ° C for not less than 1 hour. after thawing, the preparation is stored at + 4 ° C in a water suspension with the addition of anti-contamination agents such as butyl acetate, thymol and others. The immobilization efficiency depends on the preparation form and ranges from 60% to 90%. • It should be emphasized that the originality of the described procedure according to the invention consists in the use of mono- or difunctional aliphatic aldehydes, including glutanaldehyde, as a cross-linking agent, with the simultaneous use of alginate as Bnmobilization of penicillin amidase, according to the present invention, is simple and consists in mixing the enzyme and cross-linking component and the carrier and then shaping the preparation. This method makes it possible to obtain the preparation in various forms and does not require the use of expensive and complicated equipment. This method guarantees high enzymatic activity of the preparation and high efficiency of the immobilization process. The preparation prepared according to the invention is mechanically stable, stable and the enzyme contained therein does not wash out under the conditions of storage or under the conditions of enzymatic reaction. The preparation is useful for the multiple hydrolysis of penicillin G. On the hydrolysis of a 10% solution of penicillin G sodium or potassium salt, 6-AP acid is obtained with a yield of 8,596 theoretical. With 100 times the use of the preparation, the decrease in its activity does not exceed 1096. The method according to the invention is illustrated by the following examples, which, however, do not limit its scope. Penicillin amidase activity was determined by the method of P.S. Nysa (Antibiotiki, 18, 270, 1973), in the modification of A. Szewczuk (Biotechn. Bioengn., 21, 1543, 1979) »The activity is given in units as defined: One enzyme unit that converts 1 pmol of penicillin G to 6- acid AP within 1 minute at 42 ° C. 4 143 017 Example I. To a 5 cnr suspension of 120 I penicillin amidase in 0.02 mol / liter acetate buffer pH 5.0, 0.04 g of glutaraldehyde was added and the mixture was left to stand. It was heated at + 4 ° C for 24 hours and then 200 mg of sodium alginate was added with vigorous stirring. The resulting mixture was injected into 52 cm of 1.0 mole / liter aqueous solution of calcium chloride using a pressurized container provided with 1 mm diameter fillers. The resulting monofilament immobilized penicillin amidase preparation was obtained. The apparatus was left in the calcium chloride solution for 3 hours at +4 ° C, then washed with 10 times the volume of water and left at -10 ° C for 25 hours. 102 J of penicillin amidase were obtained, which is 85% of the immobilization efficiency. Example II. A suspension of 240 I of penicillin amidase, 0.025 g of glutaraldehyde and 150 mg of sodium alginate in 5 cnr 0.02 mol / liter of acetate buffer pH 6.0, allowed to stir thoroughly at room temperature for 1 hour, and then the preparation They were formed according to the method given in Example 1. The obtained monofilaments were left at -17 ° C for 12 hours. 425 mg of the preparation with total activity of 144 U of penicillin amidase were obtained, which is 60% of the immobilization efficiency. Example III. A mixture was prepared for molding an immobilized penicillin amidase preparation according to the method described in Example 1, and by dropping it with 10 volumes of 1 mol / liter calcium chloride solution, the preparation was in the form of spheres with a diameter of about 0.3 mm. By carrying out further proceedings, according to example 1, 1200 mg of a preparation with a total activity of 72 µl of penicillin amidase were obtained, which is 60% of the immobilization efficiency. This preparation was used for the hydrolysis of the potassium salt of penicillin G. The hydrolysis was carried out using a 1096 solution of penicillin G potassium in 0.01 mol / liter calcium chloride at 35 ° C + 2 ° C, with constant stirring of 300 rpm. with automatic pH control in the range of 7.5 + 0.2 and automatic dosing of ammonium hydroxide, using 100 µl of enzyme per 1 g of substrate. R time of hydrolysis 30 min. yield 6-AP acid in 88% of theory. In R 110 hydrolysis cycles, according to the example, the activity of the present immobilized penicillin amidase preparation decreased by 10%. Example IV. A mixture for the formulation of immobilized penicillin amidase was prepared with the following composition: 2.5 g of E.coli wet cell mass, containing penicillin amidase, total activity of 192 I, 0.1 g of glutaraldehyde and 300 mg of sodium alginate in 0.02 mole / liter citrate buffer pH 6.0. The mixture was homogenized, left at room temperature for 5 hours, and then the method described in Example 1 was followed. 2.2 g of a preparation with a total activity of 162 µg of penicillin amidase were obtained, which is 85% of the immobilization efficiency. Example V. The mixture was prepared. for the formation of an immobilized penicillin amidase preparation with the following composition: 75 g of moist mass of E.coli cells, containing penicillin amidase, with a total activity of 5344 J, 0.8 g of glutaraldehyde and 6 g of sodium alginate at 300 cn 0.02 mol / liter of acetate buffer pH 5.0. The mixture was allowed to stand at room temperature for 18 hours, and then the preparation was formed into balls according to the method described in Example III. The preparation was left at -30 ° C for 18 hours. 60 g of a preparation with total penicillin amidase activity of 4320 I was obtained, which is 80% of the immobilization efficiency. Patent claims 1. The method of producing the preparation containing the immobilized penicillin amidase enzyme, consisting in trapping the isolated enzyme or microbial cells in calcium alginate containing this enzyme, characterized in that, after the initial cross-linking of the enzyme component and its immobilization in a polymerized alginate gel, the formed preparation is activated and stabilized by subjecting it to refinement at a reduced temperature. The method of claim 1, characterized in that monofunctional and difunctional aliphatic aldehydes, preferably glutaraldehyde, are used as crosslinking agents, and the molded preparation containing penicillin amidase is upgraded at -10 ° C to -60 ° C, preferably at -10 ° C. to -25 ° C, in not less than 1 hour. PL

Claims (2)

Zastrzezenia patentowe 1. Sposób wytwarzania preparatu, zawierajacego immobilizowany enzym amidaze penicyli¬ nowa, polegajacy na pulapkowaniu w alginianie wapniowym wyizolowanego enzymu lub komórek drobno¬ ustroju zawierajacych ten enzym, znamienny tym, ze po wstepnym usieciowaniu skladnika enzymatycznego i Jego unieruchomieniem w spolimeryzowanym zelu alginianowym, uformo¬ wany preparat aktywuje sie i stabilizuje poddajac go uszlachetnianiu w obnizonej temperaturze.143 017 5Claims 1. A method of producing a preparation containing the immobilized penicillin amidase enzyme, consisting in trapping the isolated enzyme or microbial cells containing this enzyme in calcium alginate, characterized in that after preliminary cross-linking of the enzyme component and its immobilization in a polymerized alginate gel the formed preparation is activated and stabilized by subjecting it to refinement at a reduced temperature. 143 017 5 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze jako czynniki sieciujace stosuje sie jedno- i dwufunkcyjne aldehydy alifatyczne, korzystnie aldehyd glutarowy, a ufor¬ mowany preparat zawierajacy amidaze penicylinowa uszlachetnia sie w temperaturze od -10°C do -60°C, korzystnie w temperaturze -10 do -25°C, w czasie nie krótszym niz 1 godzina. PL2. The method according to claim The method of claim 1, characterized in that monofunctional and difunctional aliphatic aldehydes, preferably glutaraldehyde, are used as crosslinking agents, and the molded preparation containing penicillin amidase is upgraded at -10 ° C to -60 ° C, preferably at -10 ° C. to -25 ° C, in not less than 1 hour. PL
PL24792584A 1984-05-28 1984-05-28 Method of obtaining a preparation which contains penicillin amidose as immobilized enzyme PL143017B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL24792584A PL143017B1 (en) 1984-05-28 1984-05-28 Method of obtaining a preparation which contains penicillin amidose as immobilized enzyme

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL24792584A PL143017B1 (en) 1984-05-28 1984-05-28 Method of obtaining a preparation which contains penicillin amidose as immobilized enzyme

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL247925A1 PL247925A1 (en) 1985-12-03
PL143017B1 true PL143017B1 (en) 1987-12-31

Family

ID=20021990

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL24792584A PL143017B1 (en) 1984-05-28 1984-05-28 Method of obtaining a preparation which contains penicillin amidose as immobilized enzyme

Country Status (1)

Country Link
PL (1) PL143017B1 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
PL247925A1 (en) 1985-12-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3962038A (en) Preparation of water-insoluble enzymes
Bayramoğlu et al. Covalent immobilisation of invertase onto a reactive film composed of 2-hydroxyethyl methacrylate and glycidyl methacrylate: properties and application in a continuous flow system
Nilsson et al. The use of bead polymerization of acrylic monomers for immobilization of enzymes
US3959080A (en) Carrier matrix for the fixation of biochemically effective substances and process for the preparation thereof
KR920009499B1 (en) Process for preparation of porous matters containing an enzyme immobilized by means of pva-gel
JPS6321474B2 (en)
JPS63177791A (en) Production of immobilized enzyme or immobilized microorganism
JPS59113889A (en) Preparation of immobilized enzyme or immobilized microbial cell
US4525457A (en) Method of immobilizing enzymatically active materials
JPS59105005A (en) Vinylene carbonate polymer and its manufacturing method
PL143017B1 (en) Method of obtaining a preparation which contains penicillin amidose as immobilized enzyme
US5093253A (en) Method for microbial immobilization by entrapment in gellan gum
SU1128601A1 (en) Urocinase immobilized on fibrinogen
Arslan et al. The effect of gel composition on the adsorption of invertase on poly (acrylamide/maleic acid) hydrogels
JPS5974984A (en) Preparation of immobilized enzyme or microorganism
JPS6322802A (en) Production of novel aminated acrylonitrile polymer
CA1319632C (en) Method for microbial immobilization
JPH066601B2 (en) Method for producing gel or immobilized gel
DD294729A5 (en) PROCESS FOR THE PRODUCTION OF IMMOBILISATES WITH BIOLOGICALLY ACTIVE, MACROMOLECULAR COMPOUNDS
JPS63304000A (en) Immobilization method for biological substances
JPH05168481A (en) Preparation method of immobilized gel including biocatalyst and its use
Eldin et al. β-Galactosidase Immobilization onto Poly (Acrylonitrile-Co-Methyl Methacrylate) Nanoparticles.
JPH02245189A (en) Immobilized physiologically active substance and production thereof
JPH04320685A (en) Polymeric gel
JPH08239538A (en) PVA hydrogel and method for producing the same