CS202373B1 - A method for preparing immobilized enzymes - Google Patents
A method for preparing immobilized enzymes Download PDFInfo
- Publication number
- CS202373B1 CS202373B1 CS736078A CS736078A CS202373B1 CS 202373 B1 CS202373 B1 CS 202373B1 CS 736078 A CS736078 A CS 736078A CS 736078 A CS736078 A CS 736078A CS 202373 B1 CS202373 B1 CS 202373B1
- Authority
- CS
- Czechoslovakia
- Prior art keywords
- cellulose
- enzyme
- carrier
- enzymes
- immobilization
- Prior art date
Links
Landscapes
- Immobilizing And Processing Of Enzymes And Microorganisms (AREA)
Abstract
Přihláška vynálezu sa týká přípravy imobilizovaných enzýmov viazaných na perlovej celulóze obsahujúcej karbonylové skupiny. Principy imobilizácie enzýmov na róznych polymérnych nosičoch sú dnes dostatočné známe nielen z literárnych údajov fjíethods in Enzymology, Vol. XLIV, Immobilized Enzames, Ed. Klaus Morbach, Academie Press, New York, San Francisko, London 1976J, ale i mnohých praktických aplikácií tak vo výskume, ako i v priemyslovej praxi. Chemická imobilizácia enzýmov na vhodnom nosiči patří k najrozšírenejším spósobom imobilizácie, pričom ako nosič sa používajú rózne syntetické polyméry, ale i přírodně polysacharidy: škrob, celulóza, dextrany a i. Ak sa použije ako nosič vláknitá alebo práš ková celulóza, je potřebné před imobilizáciou enzýmu vytvořit na celulóze vhodnú funkčnú skupinu, ktorá je schopná v druhom stupni kovalentne intereagovať s příslušnými skupinami enzýmu. Takouto skupinou je napr. karbonylové skupina, ktorá sa velmi jednoducho vytvoří známou oxidáciou celulózy, resp. iného polysacharidů s jodistanom draselným. (T. P. Novell: Methods in Carbohydrate Chemistry New York 1963, str. 165-68). Je však známe, že polymérny nosič, na ktorom je enzým viazaný má zásadný význam na aplikačně možnosti imobilizovaných enzýmov v priemyslovej praxi. Polymérny nosič musí meť dostatočné velký napúčací objem v reakčnom médiu, aby bola zabezpečená dostatočné rýchlosť difúzie substrátu k aktívnym centrám imobilizovaného enzýmu.The application of the invention relates to the preparation of immobilized enzymes bound to pearl cellulose containing carbonyl groups. The principles of immobilization of enzymes on various polymer supports are now sufficiently known not only from the literature data fjíethods in Enzymology, Vol. XLIV, Immobilized Enzymes, Ed. Klaus Morbach, Academie Press, New York, San Francisco, London 1976J, but also many practical applications both in research and in industrial practice. Chemical immobilization of enzymes on a suitable carrier is one of the most widespread methods of immobilization, whereby various synthetic polymers are used as a carrier, as well as natural polysaccharides: starch, cellulose, dextrans, etc. If fibrous or powdered cellulose is used as a carrier, it is necessary to create a suitable functional group on the cellulose before immobilizing the enzyme, which is capable of covalently interacting with the relevant groups of the enzyme in the second step. Such a group is, for example, a carbonyl group, which is very simply formed by the well-known oxidation of cellulose, or of other polysaccharides with potassium periodate. (T.P. Novell: Methods in Carbohydrate Chemistry New York 1963, pp. 165-68). However, it is known that the polymer carrier on which the enzyme is bound is of fundamental importance for the application possibilities of immobilized enzymes in industrial practice. The polymer carrier must have a sufficiently large swelling volume in the reaction medium to ensure a sufficient diffusion rate of the substrate to the active centers of the immobilized enzyme.
Description
ČESKOSLOVENSKÁSOCIALISTICKÁREPUBLIKA( 19 )
POPIS VYNÁLEZU
K AUTORSKÉMU OSVEDČENIU (61) (23) Výstavná priorita (22) Přihlášené 13 11 78 (21) PV 7360-78 202 373 (11) (Bl) (51) IntCl? C 12 N 11/14
ÚŘAD PRO VYNÁLEZY
A OBJEVY (40) Zverejnené 30 04 80(45) Vydané 01 q4 83 (75)
Autor vynálezu KUNIAK ÍUD0VÍT ing. CSc., BRATISLAVA a ZEMEK JURAJ ing. CSc., LEHNICA (54) Spósob přípravy imobilizovaných enzýmov 1 Přihláška vynálezu sa týká přípravy imobilizovaných enzýmov viazaných na perlovejcelulóze obsahujúcej karbonylové skupiny.
Principy imobilizácie enzýmov na róznych polymérnych nosičoch sú dnes dostatečnéznáme nielen z literárnych údajov fjíethods in Enzymology, Vol. XLIV, Immobilized Enzames,Ed. Klaus Morbach, Academie Press, New York, San Francisko, London 1976J, ale i mnohýchpraktických aplikácii tak vo výskume, ako i v priemyslovej praxi.
Chemická imobilizácia enzýmov na vhodnom nosiči patří k najrozšírenejším spósobomimobilizácie, pričom ako nosič sa používajú rózne syntetické polyméry, ale i přírodněpolysacharidy: škrob, celulóza, dextrany a i. Ak sa použije ako nosič vláknitá alebo práš-ková celulóza, je potřebné před imobilizáciou enzýmu vytvořit na celulóze vhodnú funkčnúskupinu, ktorá je schopná v druhom stupni kovalentne intereagovať s příslušnými skupinamienzýmu. Takouto skupinou je napr. karbonylová skupina, ktorá sa velmi jednoducho vytvoříznámou oxidáciou celulózy, resp. iného polysacharidu s jodistanom draselným. (T. P. Novell:Methods in Carbohydrate Chemistry New York 1963, str. 165-68).
Je však známe, že polymérny nosič, na ktorom je enzým viazaný má zásadný význam naaplikačně možnosti imobilizovaných enzýmov v priemyslovej praxi. Polymérny nosič musí maťdostatočne veTký napúčací objem v reakčnom médiu, aby bola zabezpečená dostatočná rýchlosťdifúzie substrátu k aktívnym centrám imobilizovaného enzýmu. 202 373 202 373 Z uvedených dfivodov eú pře imobilizáciu nativně polyaacharidy ako celulóza a škrobnevhodné. Třeba ich preto vhodným spfisobom chemicky modifikovat, aby napúčací objem poly-aaeharidového gélu bol dokonale príatupný i pre vfičšie molekuly subatrátu. VeTmi vhodnýmcelulózovým nosičom pre imobilizáciu enzýmov ukázala aa byť perlová celulóza (čs. AO 2.172640 (1976)), ktorá spina náročné požiadavky polymérneho nosiče pre kovalentné viazanieenzýmov.
Podstata vynálezu spočívá v tom, že v prvom stupni sa perlová celulóza oxiduje vovodnom roztoku a jodistanom draselným, alebo sodným při izbovej teplote po dobu 10 až 24hodin za použitia 0,03 až 0,25 molu jodistanu draselného na anhydroglukózovú jednotku ce-lulózy, načo sa v druhom stupni po premytí produktu destilovanou vodou do negatívnej re-akcie na jodistan přidá vodný roztok enzýmu v množstve 10 až 50 % na váhu suchého celuló-zového oxidovaného nosiča a nechá sa za miešania reagovat po dobu 10 až 24 hodin pri pH 4až 8 podl’a pH optima a stability viazaného enzýmu při teplote 4 až 40 °C.
Pri oxidácii perlovej celulózy je ddležité, aby sa reakčná zmes nemiešala vysokoobrát-kovým miešadlom, pretože by mohlo ddjst k drobeniu celulozových guličiek, čo má za následokzvyšovanie odporu při práci na koloně. Je účelné preto volit vel’mi nízké obrátky potřebnélen na to, aby celulozová suspenzia počas reakcie nesedimentovala.
Reakčná doba potřebná na dosiahnutie potřebného oxidačného stupňa nepřesahuje 10 až24 hodin při izbovej teplote. Pri nízkých stupňoch oxidácie sa v uvedenom reakčnom časeoxidačně reagens spotřebuje takmer na 98 %, t.j. nie je potřebné po ukončení reakcie ne-zreagovaný jodistan chemicky eliminovat. Stačí na filtri premyť destilovanou vodou a hne3pokračovat s naviazaním aplikovaného enzýmu. Bnzým sa přidává vo vodnom roztoku pri opti-málnom pH aplikovaného enzýmu. Naviazanie enzýmu je ukončené do 24 hodin pri teplote 4 až40 °C podTa tepelnej stability enzýmu. Výhodou predmetnej imobilizácie enzýmov na perlovej celulóze je predovšetkým to, žeperlová celulóza v dĎsledku presnej guTovej geometrie častíc má veTmi dobré vlastnostipři práci v koloně,ako i dostatočne vysoký napúčací objem vo vodnom roztoku, čím sú pod-mienené dobré difúzne rýchlosti substrátu k aktívnym centrám imobilizovaného enzýmu. Příklady prevedenia Přiklad 1 K 16 g mokrej perlovej celulózy (sušina 10,5 %) sa přidá roztok 40 ml vody s 0,115 gjodistanu draselného. Reakčná suspenzia sa pri laboratornej teplote nechá reagovat pri stá-lom miešaní 24 hodin. Miešanie nesmie byť intenzívně, len také, aby perlová celulóza nese-dimentovala. Po ukončení oxidácie sa perlová celulóza odfiltruje a premyje destilovanou vo-dou, pričom sa získá produkt so stupňom oxidácie 0,05, t.j. každá 20. anhydroglukózová jed-notka je oxidovaná na dialdehyd v polohe C2, Cy K premytej dialdehyd celulóze sa přidá 60 ml 0,05 M barátového pufru o pH 8,6. K uve-denej suspenzii sa přidá roztok pseudocholínesterázy (acylcholín acylhydroláza EC 3.1.1.8)v množstve 0,5 g o aktivitě 120 U/mg v 50 ml 0,05 M barátového pufru o pH 8,6 za stáléhomiešania na elektromagnetickoj miešačke. Reakci a imobilizácie prebieha po dobu 24 hodin
CZECHOSLOVAKIASOCIALISTREPUBLIC (19)
DESCRIPTION OF THE INVENTION
TO THE COPYRIGHT CERTIFICATE (61) (23) Show Priority (22) Enrolled 13 11 78 (21) PV 7360-78 202 373 (11) (Bl) (51) IntCl? C 12 N 11/14
OFFICE OFFICE
AND DISCOVERIES (40) Published 30 04 80 (45) Published 01 q4 83 (75)
The inventor of KUNIAK JUDOVÍT ing., CSc., BRATISLAVA and ZEMEK JURAJ ing. CSc., LEHNICA (54) Method of preparation of immobilized enzymes 1 The invention relates to the preparation of immobilized enzymes bound to peroxy cellulose containing carbonyl groups.
The principles of immobilization of enzymes on various polymeric carriers are now well-known not only from fjiethods in Enzymology, Vol. XLIV, Immobilized Enzames, Ed. Klaus Morbach, Academic Press, New York, San Francisco, London 1976J, as well as many practical applications in both research and industry.
The chemical immobilization of enzymes on a suitable carrier is one of the most widely used methods, with the use of various synthetic polymers as well as naturally-polysaccharides: starch, cellulose, dextran and others. If fibrous or powdered cellulose is used as carrier, a suitable functional group on the cellulose which is capable of covalently interacting with the appropriate groups of the enzyme in the second step. Such a group is, for example, a carbonyl group, which is very easily formed by the oxidation of cellulose, respectively. another polysaccharide with potassium periodate. (TP Novell: Methods in Carbohydrate Chemistry New York 1963, pp. 165-68).
It is known, however, that the polymeric carrier on which the enzyme is bound is of crucial importance for industrial immobilized enzymes. The polymeric support must have a sufficiently large swelling volume in the reaction medium to ensure sufficient substrate diffusion velocity to the active immobilized enzyme centers. 202 373 202 373 Of the above-mentioned polymers, the immobilization of polyaaccharides, such as cellulose and starch, is immobilized. Therefore, they may be modified chemically by suitable means so that the swelling volume of the poly-aa-arid gel is perfectly accessible to the larger subatrate molecules. The most suitable cellulose carrier for immobilization of enzymes has been and is to be pearled cellulose (U.S. Pat. No. AO 2.172640 (1976)), which is demanding the requirements of a polymeric carrier for covalent binding of enzymes.
SUMMARY OF THE INVENTION In the first step, the bead cellulose is oxidized in aqueous solution and potassium periodate or sodium at room temperature for 10 to 24 hours using 0.03 to 0.25 mole of potassium periodate to form an anhydroglucose unit of cellulose. in a second step, after washing the product with distilled water to a negative periodate, an aqueous enzyme solution of 10 to 50% by weight of the dry cellulose oxidized carrier is added and left under stirring for 10 to 24 hours at pH 4 to 8 according to pH optima and stability of bound enzyme at 4 to 40 ° C.
In the oxidation of bead cellulose, it is important that the reaction mixture is not mixed with a high-shear mixer as it may result in crumbling of the cellulose beads, resulting in increased resistance to column operation. Therefore, it is expedient to choose very low revolutions needed to not settle the cellulosic suspension during the reaction.
The reaction time required to achieve the desired oxidation step does not exceed 10-24 hours at room temperature. At low levels of oxidation, the reaction time consumes almost 98% of the reagent, ie it is not necessary to chemically eliminate the unreacted periodate after the reaction. Just wash the filter with distilled water and continue to bind the applied enzyme. Bnzyme is added in an aqueous solution at the optimum pH of the applied enzyme. Enzyme binding is completed within 24 hours at 4-40 ° C under the thermal stability of the enzyme. The advantage of the subject immobilization of the enzymes on the bead cellulose is, in particular, that the gelling cellulose due to the precise guT geometry of the particles has very good column performance as well as a sufficiently high swelling volume in the aqueous solution, thus providing good substrate diffusion rates to the active immobilized centers. enzyme. EXAMPLES Example 1 A solution of 40 ml of water with 0.115 potassium iodate was added to 16 g of wet pearl cellulose (10.5% dry matter). The reaction suspension is reacted with stirring at room temperature for 24 hours. Stirring must not be intense, just so that pearl cellulose does not sediment. Upon completion of the oxidation, the pearl cellulose is filtered off and washed with distilled water to give a product with an oxidation degree of 0.05, ie each 20th anhydroglucose unit is oxidized to dialdehyde at position C2, Cy to the washed dialdehyde of cellulose is added 60 ml 0.05 M barate buffer pH 8.6. To this suspension is added a solution of pseudocholinesterase (acylcholine acyl hydrolase EC 3.1.1.8) in an amount of 0.5 µg of 120 U / mg activity in 50 ml of 0.05 M barate buffer pH 8.6 with stirring on an electromagnetic mixer. Reaction and immobilization are continued for 24 hours
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS736078A CS202373B1 (en) | 1978-11-13 | 1978-11-13 | A method for preparing immobilized enzymes |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS736078A CS202373B1 (en) | 1978-11-13 | 1978-11-13 | A method for preparing immobilized enzymes |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CS202373B1 true CS202373B1 (en) | 1981-01-30 |
Family
ID=5422601
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CS736078A CS202373B1 (en) | 1978-11-13 | 1978-11-13 | A method for preparing immobilized enzymes |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CS (1) | CS202373B1 (en) |
-
1978
- 1978-11-13 CS CS736078A patent/CS202373B1/en unknown
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Jiang et al. | Immobilization of Pycnoporus sanguineus laccase on magnetic chitosan microspheres | |
| US4102746A (en) | Immobilized proteins | |
| US4845035A (en) | Enzyme immobilization with a hydrolyzed polysaccharide graft copolymer | |
| Muzzarelli et al. | Immobilized enzymes on chitosan columns: α‐Chymotrypsin and acid phosphatase | |
| Hirota et al. | Surface carboxylation of porous regenerated cellulose beads by 4-acetamide-TEMPO/NaClO/NaClO2 system | |
| CN110241107A (en) | A method of using amino resin to immobilize lipase and immobilized lipase prepared by the method | |
| CN105836731A (en) | Carbon nano tube modified by functionalized ionic liquid and method for immobilizing lipase by using carbon nano tube | |
| JPS5978687A (en) | Immobilized enzyme combination | |
| Shahid et al. | Chitosan hydrogel microspheres: an effective covalent matrix for crosslinking of soluble dextranase to increase stability and recycling efficiency | |
| Yavuz et al. | Concanavalin A immobilized affinity adsorbents for reversible use in yeast invertase adsorption | |
| Aslan et al. | Covalent immobilization of Aspergillus niger amyloglucosidase (ANAG) with ethylenediamine-functionalized and glutaraldehyde-activated active carbon (EFGAAC) obtained from sesame seed shell | |
| CS202373B1 (en) | A method for preparing immobilized enzymes | |
| US3135738A (en) | Modification of starch with n, n' methylene bisacrylamide, n-methylol acrylamide, or acrylamide and formaldehyde | |
| Widi et al. | Preparation of immobilized glucose oxidase wafer enzyme on calcium-bentonite modified by surfactant | |
| US3553195A (en) | Process for the inhibition of granular starch bases | |
| Vretblad et al. | Preparation and properties of an immobilized Barley β‐amylase | |
| US4121974A (en) | Preparation of retrogradation-resistant starches with immobilized amylases | |
| JPH0551279B2 (en) | ||
| EP0083582B1 (en) | Immobilized cholinesterase enzyme preparations and a process for the preparation thereof | |
| CS201363B1 (en) | Process for preparing imobilized enzymes | |
| CN111607584A (en) | A method for resin immobilization of marine cyclodextrin glucosyltransferase | |
| US2857377A (en) | Amylaceous esters of sulfamic acid | |
| Popa et al. | The preparation, characterization and properties of catalase immobilized on crosslinked gellan | |
| US2965632A (en) | Preparation of starch ethers | |
| Melius et al. | Immobilization of lipase to cyanogen bromide activated polysaccharide carriers |