PL216489B1 - Sposób otrzymywania heterogenicznych biokatalizatorów enzymatycznych przeznaczonych do pracy w środowiskach niewodnych - Google Patents
Sposób otrzymywania heterogenicznych biokatalizatorów enzymatycznych przeznaczonych do pracy w środowiskach niewodnychInfo
- Publication number
- PL216489B1 PL216489B1 PL393657A PL39365711A PL216489B1 PL 216489 B1 PL216489 B1 PL 216489B1 PL 393657 A PL393657 A PL 393657A PL 39365711 A PL39365711 A PL 39365711A PL 216489 B1 PL216489 B1 PL 216489B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- carrier
- enzyme
- intended
- aqueous environments
- preparation
- Prior art date
Links
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 title claims description 29
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 title claims description 29
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 15
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 11
- 239000006260 foam Substances 0.000 claims description 10
- 239000011942 biocatalyst Substances 0.000 claims description 7
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 2
- 239000000969 carrier Substances 0.000 claims description 2
- 230000002255 enzymatic effect Effects 0.000 claims description 2
- 230000005661 hydrophobic surface Effects 0.000 claims description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- FFUAGWLWBBFQJT-UHFFFAOYSA-N hexamethyldisilazane Chemical compound C[Si](C)(C)N[Si](C)(C)C FFUAGWLWBBFQJT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 6
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 5
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 5
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 230000003100 immobilizing effect Effects 0.000 description 3
- 239000008363 phosphate buffer Substances 0.000 description 3
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 3
- 108010048733 Lipozyme Proteins 0.000 description 2
- 238000007865 diluting Methods 0.000 description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 2
- 238000005886 esterification reaction Methods 0.000 description 2
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 2
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 2
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 2
- 239000012051 hydrophobic carrier Substances 0.000 description 2
- FCCDDURTIIUXBY-UHFFFAOYSA-N lipoamide Chemical compound NC(=O)CCCCC1CCSS1 FCCDDURTIIUXBY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 2
- 238000006557 surface reaction Methods 0.000 description 2
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 239000000872 buffer Substances 0.000 description 1
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 1
- 238000005187 foaming Methods 0.000 description 1
- 238000007306 functionalization reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Landscapes
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
- Immobilizing And Processing Of Enzymes And Microorganisms (AREA)
Description
Przedmiotem wynalazku jest sposób otrzymywania heterogenicznych biokatalizatorów enzymatycznych przeznaczonych do pracy w środowiskach niewodnych, przy wykorzystaniu zjawiska pienienia się białek.
Znane są sposoby unieruchamiania enzymów na powierzchni stałych nośników prowadzące do otrzymania heterogenicznych biokatalizatorów [1, 2] reakcji chemicznych prowadzonych w fazie ciekłej. Wiadomo, że w przypadku układu z nośnikiem hydrofobowym, immobilizację enzymu dokonuje się w obecności niewielkich ilości etanolu [3, 4], lub zwilżony etanolem nośnik przemywa się odpowiednim buforem, dokonując w ten sposób podmiany rozpuszczalnika, a następnie przeprowadza się osadzanie białka [5].
Stwierdzono nieoczekiwanie, że możliwe jest zawieszenie nośnika w pianie uzyskanej w wyniku jego intensywnego wytrząsania w wodnym roztworze enzymu, podczas którego zachodzi unieruchomienie enzymu na powierzchni nośnika.
Sposób według wynalazku polega na tym, że proces immobilizacji enzymu rozcieńczonego w wodnym roztworze prowadzi się przez przetrzymywanie nośnika w pianie nie krócej niż 1 godz., przy czym pianę uzyskuje się w wyniku intensywnego wytrząsania roztworu enzymu z nośnikiem.
Wysoce hydrofobowe materiały porowate, charakteryzujące się tym, że są niezwilżane wodą, wykorzystuje się jako nośniki do unieruchamiania enzymów przeznaczonych do pracy w środowiskach niewodnych. Immobilizacji poddawane są wodne roztwory enzymów, sam proces polega na zawieszeniu uprzednio wysuszonego silnie hydrofobowego nośnika w pianie uzyskanej w wyniku intensywnego wytrząsania roztworu enzymu z nośnikiem.
Wynalazek charakteryzuje się tym, że proces immobilizacji enzymu nie zachodzi w roztworze tylko w pianie, która powstała w wyniku intensywnego wytrząsania nośnika i roztworu enzymu.
Wynalazek pozwala na rezygnację ze stosowania etanolu, w trakcie procesu immobilizowania enzymów na powierzchniach hydrofobowych, co nie jest to bez znaczenia, gdyż etanol najczęściej niekorzystnie wpływa na strukturę enzymu, a przeto jego zdolności katalityczne. Tak więc, wynalazek umożliwia technologicznie prosty i efektywny sposób otrzymywania biokatalizatorów enzymatycznych o wyższej aktywności.
P r z y k ł a d 1
Krzemionkowe mezoporowate pianki komórkowe (MCF) otrzymano metodą opisaną w literaturze [6.7]. Funkcjonalizację powierzchni (hydrofobizację) przeprowadzono używając heksametylodisilazan (HMDS) wykorzystując toluen jako rozpuszczalnik (metodyka opisana w literaturze [6, 7]). Po odparowaniu rozpuszczalnika uzyskiwano nośniki o stopniu pokrycia powierzchni krzemionki 1,5 mmol grup funkcyjnych/g krzemionki.
3
Do 0,2 g suchego nośnika dodano 8 cm3 roztworu enzymu otrzymanego przez rozcieńczenie 33 cm3 preparatu Lipozyme RML w 43 cm3 0,1 M buforu fosforanowego pH 7. Nośnik z roztworem enzymu intensywnie wytrząsano ciągle przez ok. 2-3 h w temperaturze pokojowej, tak aby powstała piana w której zawieszony jest nośnik. Mieszaninę pozostawiono na 20 h w temperaturze pokojowej intensywnie wytrząsając co kilkadziesiąt minut. Następnie nośnik odfiltrowano na lejku Buchnera przemywając niewielką ilością 0,1 M buforu fosforanowego pH 7. Po wysuszeniu biokatalizatora zbadano jego aktywność w reakcji enancjomerycznej estryfikacji.
Ilość związanego przez nośnik białka, stopień przereagowania substratu oraz selektywność otrzymanego biokatalizatora przedstawiono w Tabeli I.
P r z y k ł a d 2
Krzemionki o multimodalnej strukturze porów (MH) otrzymano metodą opisaną w literaturze [8], a otrzymany monolit rozdrobniono w moździerzu. Funkcjonalizację powierzchni (hydrofobizację) przeprowadzono używając heksametylodisilazan (HMDS) wykorzystując toluen jako rozpuszczalnik (metodyka opisana w literaturze [6, 7]). Po odparowaniu rozpuszczalnika uzyskiwano nośniki o stopniu pokrycia powierzchni krzemionki 1,5 mmol grup funkcyjnych/g krzemionki.
3
Do 0,2 g suchego nośnika dodano 8 cm3 roztworu enzymu otrzymanego przez rozcieńczenie 33 cm3 preparatu Lipozyme RML w 43 cm3 0,1 M buforu fosforanowego pH 7. Nośnik z roztworem enzymu intensywnie wytrząsano ciągle przez ok. 2-3 h w temperaturze pokojowej, tak aby powstała piana w której zawieszony jest nośnik. Mieszaninę pozostawiono na 20 h w temperaturze pokojowej intensywnie wytrząsając co kilkadziesiąt minut. Następnie nośnik odfiltrowano na lejku Buchnera
PL 216 489 B1 przemywając niewielką ilością 0,1 M buforu fosforanowego pH 7. Po wysuszeniu biokatalizatora zbadano jego aktywność w reakcji enancjomerycznej estryfikacji.
Ilość związanego przez nośnik białka, stopień przereagowania substratu oraz selektywność otrzymanego biokatalizatora przedstawiono w Tabeli I.
T a b e l a 1
| Nośnik | Funkcjonalizacja krzemionki [mmol/g] | Białko związane [mg/g nośnika] | Stopień przereagowania substratu po 4 h («)[%] | Nadmiar enancjomeryczny (ees) [%] |
| MCF | 1,5/HMDS | 10,3 | 50 | 28 |
| MH | 1,5/HMDS | 7,2 | 22 | 36 |
[1] A. Wiseman, Handbook of Enzyme Biotechnology. New York (1985)
[2] J. Bryjak, Wiadomości Chemiczne 58 (2004) 691
[3] R.M. Blanco, P. Terreros, N. Mu oz. E. Serra, Journal of Molecular Catalysis B: Enzymatic (2007) 13
[4] M. H. Sorensen. J.B.S. Ng, L. Bergstrom, P.C.A. Alberius, Journal of Colloid and Interface
Science 343 (2010) 359
[5] Y. Li, F Gao, W. Wei, .J.-B. Qu, G.-H. Ma, W.-Q. Zhou, Journal of Molecular Catalysis B: Enzymatic 66 (2010)182
[6] K. Szymańska, J. Bryjak, J. Mrowiec-Białoń. A.B. Jarzębski, Microporous and Mesoporous Materials 99 (2007) 167
[7] A.B. Jarzębski, K. Szymańska, J. Bryjak, J. Mrowiec-Białoń. Catalysis Today 124 (2007) 2
[8] W. Pudło, W. Gawlik, J. Mrowiec-Białoń, T. Buczek, J.J. Malinowski, A.B. Jarzębski, Inż. Chem. Proc. 27 (2006) 177
Claims (1)
- Sposób otrzymywania heterogenicznych biokatalizatorów enzymatycznych przeznaczonych do pracy w środowiskach niewodnych z nośnikami o wysoce hydrofobowej powierzchni polegający na immobilizacji enzymu, znamienny tym, że proces immobilizacji enzymu rozcieńczonego w wodnym roztworze prowadzi się przez przetrzymywanie nośnika w pianie nie krócej niż 1 godz., przy czym pianę uzyskuje się w wyniku intensywnego wytrząsania roztworu enzymu z nośnikiem.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL393657A PL216489B1 (pl) | 2011-01-17 | 2011-01-17 | Sposób otrzymywania heterogenicznych biokatalizatorów enzymatycznych przeznaczonych do pracy w środowiskach niewodnych |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL393657A PL216489B1 (pl) | 2011-01-17 | 2011-01-17 | Sposób otrzymywania heterogenicznych biokatalizatorów enzymatycznych przeznaczonych do pracy w środowiskach niewodnych |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL393657A1 PL393657A1 (pl) | 2012-07-30 |
| PL216489B1 true PL216489B1 (pl) | 2014-04-30 |
Family
ID=46575804
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL393657A PL216489B1 (pl) | 2011-01-17 | 2011-01-17 | Sposób otrzymywania heterogenicznych biokatalizatorów enzymatycznych przeznaczonych do pracy w środowiskach niewodnych |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL216489B1 (pl) |
-
2011
- 2011-01-17 PL PL393657A patent/PL216489B1/pl unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL393657A1 (pl) | 2012-07-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| de Oliveira et al. | Immobilisation studies and catalytic properties of microbial lipase onto styrene–divinylbenzene copolymer | |
| Soares et al. | Characterization and utilization of Candida rugosa lipase immobilized on controlled pore silica | |
| Virgen-Ortiz et al. | Polyethylenimine: a very useful ionic polymer in the design of immobilized enzyme biocatalysts | |
| Bernal et al. | Heterofunctional hydrophilic–hydrophobic porous silica as support for multipoint covalent immobilization of lipases: application to lactulose palmitate synthesis | |
| Chong et al. | Design of large-pore mesoporous materials for immobilization of penicillin G acylase biocatalyst | |
| Prakash et al. | Immobilization of a thermostable-amylase on agarose and agar matrices and its application in starch stain removal | |
| Talekar et al. | Carrier free co-immobilization of glucoamylase and pullulanase as combi-cross linked enzyme aggregates (combi-CLEAs) | |
| US20120196337A1 (en) | Heterogenous enzymatic catalyst, preparation method, and use | |
| CN102517273A (zh) | 酶制剂 | |
| Jiang et al. | Facile immobilization of enzyme on three dimensionally ordered macroporous silica via a biomimetic coating | |
| Zou et al. | Mesoporous material SBA-15 modified by amino acid ionic liquid to immobilize lipase via ionic bonding and cross-linking method | |
| Bai et al. | Immobilization of lipase on aminopropyl-grafted mesoporous silica nanotubes for the resolution of (R, S)-1-phenylethanol | |
| Reichardt et al. | Highly stable adsorptive and covalent immobilization of Thermomyces lanuginosus lipase on tailor-made porous carbon material | |
| Shang et al. | Immobilization of Candida rugosa lipase on ZnO nanowires/macroporous silica composites for biocatalytic synthesis of phytosterol esters | |
| Yesil-Celiktas et al. | Silica-based monoliths for enzyme catalyzed reactions in microfluidic systems with an emphasis on glucose 6-phosphate dehydrogenase and cellulase | |
| Soares et al. | Characterization of sol–gel encapsulated lipase using tetraethoxysilane as precursor | |
| Talekar et al. | Porous cross linked enzyme aggregates (p-CLEAs) of Saccharomyces cerevisiae invertase | |
| Parashar et al. | Engineering aspects of immobilized lipases on esterification: A special emphasis of crowding, confinement and diffusion effects | |
| Zhang et al. | Specific immobilization of lipase on functionalized 3D printing scaffolds via enhanced hydrophobic interaction for efficient resolution of racemic 1-indanol | |
| Jia et al. | Whole cell immobilization of refractory glucose isomerase using tris (hydroxymethyl) phosphine as crosslinker for preparation of high fructose corn syrup at elevated temperature | |
| Lisboa et al. | New perspectives on the modification of silica aerogel particles with ionic liquid used in lipase immobilization with platform in ethyl esters production | |
| Nikolić et al. | Enzyme immobilization using two processing methods onto silica core-shell particles | |
| Hara et al. | Supported ionic liquids in Burkholderia cepacia lipase-catalyzed asymmetric acylation | |
| Panzavolta et al. | Acetylenic polymers as new immobilization matrices for lipolytic enzymes | |
| Huang et al. | Influence of differently modified palygorskites in the immobilization of a lipase |