CS203767B1 - Celulosový nosič pro separaci biologicky aktivních látek a způsob jeho přípravy - Google Patents

Celulosový nosič pro separaci biologicky aktivních látek a způsob jeho přípravy Download PDF

Info

Publication number
CS203767B1
CS203767B1 CS262479A CS262479A CS203767B1 CS 203767 B1 CS203767 B1 CS 203767B1 CS 262479 A CS262479 A CS 262479A CS 262479 A CS262479 A CS 262479A CS 203767 B1 CS203767 B1 CS 203767B1
Authority
CS
Czechoslovakia
Prior art keywords
washed
separation
carrier
anhydrous
glucose
Prior art date
Application number
CS262479A
Other languages
English (en)
Inventor
Vaclav Horejsi
Jaroslav Drobnik
Jiri Stamberg
Frantisek Svec
Original Assignee
Vaclav Horejsi
Jaroslav Drobnik
Jiri Stamberg
Frantisek Svec
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 Vaclav Horejsi, Jaroslav Drobnik, Jiri Stamberg, Frantisek Svec filed Critical Vaclav Horejsi
Priority to CS262479A priority Critical patent/CS203767B1/cs
Publication of CS203767B1 publication Critical patent/CS203767B1/cs

Links

Landscapes

  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)

Description

Vynález se týká nosiče na bázi regenerované celulosy pro separaci biologicky aktivních látek, způsobu jeho přípravy a použití k izolaci biologicky aktivních látek obsahujících vazebné místo pro sacharidové molekuly.
Afinitní chromatografie se v poslední době stává nejdůležitější preparativní metodou užívanou pro izolaci proteinů, například enzymů, protilátek a lektinů. Táto metoda využívá vysoké specifičnosti vazby těchto proteinů na určité nízkomolekulární látky (lígandy) zmobilizované na vhbdném pevném nosiči. Velkou skupinu takových proteinů vážících specifické ligandy tvoří ty, které specificky váží sacharidy. K izolaci takovýchto proteinů se používá různých typů pevných nosičů obsahujících glykosidicky vázané sacharidy. Je známo několik typů takových afinitních nosičů obsahujících vázané sacharidové struktury. První skupinu tvoří přírodní polysacharidy v gelové formě (zesíťované dextranové gely, agarosové gely), druhou skupinu přírodní glykoproteiny bud zesíťované, nebo navázané na gelový nosič. Do třetí skupiny patří syntetické síťované kopolymery při jejichž přípravě se používá jako· jeden monomer polymerizovatelný glykosid daného sacharidu. Čtvrtou a největší skupinu tvoří deriváty různých syn2 tetických nebo přírodních nosičů na které se kovalentně dodatečně naváží sacharidy.
Nosiče z první skupiny lze použít jěn v několika speciálních případech, nosiče z druhé skupiny bud také postrádají obecnost použití, nebo jsou značně drahé a nelze je používat ve velkém měřítku. Mezi nosiče třetí skupiny patří O-glykosylpolýakrylamidové gely do kterých lze zabudovat jakýkoli cukr a tím docílit značné specifičnosti a obecnosti použití. (V· Hořejší, J. Kocourek: Biochim. Biophys. Acta 297, 346 (1973), čs. autorské osvědčení 163 443). Nevýhodou těchto gelů je nutnost předběžné přípravy sacharidových monomerů (glykosidy polymerizovatelných aglykonů), nepravidelný tvar a velikost gelových částic, který zhoršuje jejich průtokové vlastnosti a v neposlední řadě nemožnost přípravy dostatečně porézních nosičů umožňujících izolaci makromolekul s velmi vysokou molekulovou hmotností. Většina nosičů ze čtvrté skupiny se připravuje synteticky složitými reakcemi a s použitím nákladných reagencií.
Sem patří zejména nosiče na bázi agarosových gelů s navázanými deriváty monosacharidů. K jejich přípravě se zpravidla používá různých derivátů monosacharidů obsahujících aminoskupinu připojenou k nim na víceatomárním řetězci (špaceru) např.
203787 ·
O-glykosidů, N-acylglykosyiaminů, N-acylaminocukrů a thioglykošidů, jejichž synthesa obecně zahrnuje několik reakčních stupňů. Získaný derivát cukru se kovalentně váže na nosič, který se musí · předtím aktivovat např. bromkyanem.
Jiný způsob přípravy cukry modifikovaných polysacharidů spočívá v reakci např. škrobu s monosacharidem a epichlorhydrinem,v přítomnosti silné báze. Vznikající produkt však nemá zcela optimální fyzikální vlastnosti zaručující vysokou účinnost zejména při sloupcové aplikaci. Dosud nej výhodnějšími afinitními nosiči z této skupiny jsou zřejmě glykosylované deriváty hydroxyalkylmethakrylátových kopolymerů (zn. Spheron). Jednoduchou reakcí lze připravit deriváty Spheronu obsahující potřebný cukr. Tyto· sorbenty mají i velmi dobré mechanické a průtokové vlastnosti. Nevýhodná je poměrně vysoká cena Spheronu a možpost nespecifických a ireversibilních adsoppcí na hydrofobní základní strukturu Spheronu, které zhoršují výtěžek a čistotu získaného preparátu proteinu. Tyto nedostatky se odstraní'při zachování všech ostatních výhod (snadnost přípravy, dobré mechanické a průtokové vlastnosti, chemická stabilita, vysoká kapacita) přípravou glykosylovaných derivátů poresních polysacharidových gelů, zvláště poresní regenerované celulosy ve sférické formě.
Předmětem vynálezu je eelulosový nosič pro separaci biologicky aktivních látek vyznačený tím, že na povrchu obsahuje alfa-glykosidicky kovalentně vázané sacharidy nebo· jejich deriváty vybrané ze skupiny monosacharidů, oligosačharidů, deoxycukrů a aminocukrů, má sférický tvar s velikostí částic 0,02 až 2,00 mm a v prostředí vody vykazuje poresitu P = 90% (celkový objem pórů).
Celulosové nosiče. pro separaci biologicky aktivních látek se podle vynálezu připravuje tak,. že, se sférická celulosa promyje bezvodým organickým rozpouštědlem mísitelným s vodou, promíchává se s roztokem bezvodého· cukru o koncentraci 0,5-až 5 % hmotnostních v témže rozpouštědle za přítomnosti kyselého katalysátoru při teplotě 15 až 70 °G po dobu 1 až 20 hodin, načež se promyje vodou o teplotě +4 až +10· °C a fosfátovým pufrem pH 7.
Podstata způsobu výroby nových derivátů podle vynálezu spočívá v tom, že se sférická celulosa míchá s příslušným bezvodým cukrem v bezvodém, (nebo téměř bezvodém) prostředí za přítomnosti kyselého katalysátoru. Po skončení reakce se vzniklé glykosylované deriváty polysacharidových gelů promyjí vodným roztokem pufru a jsou připraveny k afinitní chromatografíi.
Při provádění způsobu podle vynálezu se jako bezvódé rozpouštědlo používá dioxan, dimethylsulfoxid, dimethylformamid, jako kyselý katalysátor fluorid boritý, chlorovodík nebo jejich směs. Biologicky aktivní látky obsahují vazebné místo pro sacharidy se adsorbují na glykosylovaný derivát buď na sloupci nebo· vsádkově, načež se balastní látky oddělí vymytím roztokem pufru a aktivní látky se uvolní roztokem příslušného lígandu nebo vhodným pufrem. Takto se v jediném isolačním kroku zisků čistý preparát bez neaktivních příměsí, jehož biologický účinek je desetkrát až tisíckrát vyšší než je aktivita aplikované surové směsi bílkovin nebo surového extraktu.
Vynález je blíže objasněn v příkladech konkrétního provedení:
Přikladl
Do 30 ml suchého dioxanu (obsah vody v rozmezí do 5% v/v přípustný) obsahujícího 6% w/v suchého chlorovodíku se přidá 1,5 gramů suché D-glukosy a 3 ml sférické celulosy .(průměr částic 0,1 až 0,3 mm) v suchém dioxanu. Suspense se třepe v uzavřené nádobě 8 hodin při 35 °C, potom se na fritě rychlé promyje studenou vodou a nakonec 0,lM fosfátovým pufrem pH 7,0 tak dlouho, až eluát poskytuje negativní reakci na sacharidy. Získají se 3 ml celulosového nosiče, který obsahuje 15,5 % hmot. navázané D-glukosy (vztaženo na suchou váhu celulosy) (zjištěno z pokusu v němž bylo použito 14C značené D-glukosy).
Příklad2
Do 30i ml suchého dioxanu (obsah vody v rozmezí do 3% v/v přípustný) obsahujícího 6% w/v suchého chlorovodíku se přidá 1,5 gramů suché D-glukosy a 3 ml sférické celulosy (průměr částic 0,1 až 0,3 mm) v suchém dioxanu. Suspense se třepe v uzavřené nádobě 24 hodA při 60 °C, potom se na fritě rychle promyje studenou vodou a nakonec 0,ÍM fosfátovým pufrem pH 7,0 tak dlouho, až eluát poskytuje negativní reakci na sacharidy. Získají se 3 ml celulosového nosiče, který obsahuje. 29% hmot. navázané D-glukosy (vztaženo na suchou váhu celulosy) (zjištěno z pokusu v němž bylo použito 14C značené D-glukosy).
Příklad 3
Do 30 ml suchého dioxanu (obsah vody v rozmezí do 3% v/v přípustný) obsahujícího θ% w/v suchého chlorovodíku se přidá 0,15 g suché D-glukosy a 3 ml sférické celulosy (průměr částic 0,1 až 0,3 mm) v suchém dioxanu,, Suspense se třepe v uzavřené nádobě 8 hodin při 35 °C, potom se na fritě rychle promyje studenou vodou a nakonec 0,lM fosfátovým pufrem pH, 7,0 tak dlouho, až eluát poskytuje negativní reakci na sacharidy. Získají se 3 ml celulosového nosiče, který obsahuje 7,2 % hmot· navázané D-glukosy (vztaženo na suchou váhu celulosy) (zjištěno z.pokusu v němž bylo použito 14C značené D-glukosy).
Přikládá
Záměnou D-glukosy v reakční směsi za jiné cukry se získávají při zachování ostatních podmínek jako· v příkladu 1 analogické produkty obsahující jiné cukerné jednotky. Navázané hmotnostní množství při použití D-mannosy je 17%, Ď-galaktosy 14,3%, L-arabinosy 12,3%, L-f úkosy 14%, L-rhamnosy 15,5%, maltosy 9,5%, N-acetyl-D-glukosaminu 16,5%, N-acetyl-D-galaktosaminu 13,51%.
P ř í k 1 a d 5
Glukosylovaný derivát sférické celulosy se připraví analogicky jako v příkladu 1 s tím rozdílem, že místo dioxanu se použije dimethylsulfoxidu. Vzniklý glukosylovaný derivát obsahuje 1,1 % vázané D-glukosy.
P ř í k 1 a d 6
Do 30 ml suchého dioxanu obsahujícího 3% hmot. BF3 se přidají 3 ml sférické celulosy v suchém dioxanu a 1,5 g suché D-glukosy. Suspense se třepe 6 hodin v uzavřené nádobě při 35 °C, potom se na frltě promyje vodou a pufrem pH 7,0. Získají se 3 ml glukosylovaného derivátu obsahujícího 10,5 % navázané D-glukosy.
P ř í k 1 a d 7
Glykosylovaný derivát sférické celulosy se připraví analogicky jako v příkladu 3 s tím rozdílem, že jako kyselý katalyzátor se použije dioixanového roztoku obsahujícího 3% hmot. BF3 a 3% hmot. HC1. Vzniklý glukosylovaný derivát obsahuje 20,5% vázané D-glukosy.
Příklad 8
Erythroaglutinačně aktivní frakce bílkovin získání srážením extraktu ze semen trojkýlu mečovitého (Canavalia ensiformls) síranem amonným do 80% nasycení se po odcentrifugování rozpustí v desetinásobném množství vody a nanese na sloupec D-glukosyl- nebo D-manosyl derivátu sférické celulosy. Po naneséní aktivní frakce se sloupec promyje 0,5 M roztokem chloridu sodného a specificky adsorbovaný konkanavalin A se vymyje 0,1 M roztokem D-glukosy v 0,5 M NaCl· Eluci konkanavalinu A je možno alternativně docílit kyselým pufrem (pH 3] nebo borátovým pufrem. Frakce obsahující bílkovinu se epojí( dialyzují a lyofilisují. Takto· získaný preparát je eiektroforeticky čistý konkanavalin A, jehož hemaglutinační aktivita je 64 krát vyšší než aktivita aplikované hrubé frakce. Kapacita D-glukósyl derivátu celulosy, který obsahuje 15,3% navázané D-glukosy (viz příklad lj je 36 mg konkanavalinu A/ml, takže k izolaci veškerého lektinu obsaženého v extraktu ze 100 g semen postačí kolona gefu o objemu 100 ml. (Pracuje-li se při 4°C, je kapacita 70 mg/ml)
Kapacita D-glukosyl derivátu, který obsahuje 3,5% navázané D-glukosy je 9 mg konkanavalinu A/ml.
Kapacita' D-mannosyl derivátu, který obsahuje 7% D-mannosy je 44 mg con A/ml.
Alternativně je možno aglutinačně aktivní hrubou frakci bílkovin získanou srážením síranem amonným rozpustit, dialyzovat a lyofilizovat a na sloupec aplikovat rozpuštěnou lyoflllsovanou aktivní frakci.
Příklad 9
Aglutinačně aktivní frakce bílkovin získaná srážením extraktu ze semen hrachu (Pisum sativum) síranem amonným do 55,% nasycení se po odcentrifugování rozpustí v desetinásobném objemu vody a»nanese na sloupec D-glukosyl nebo D-mánnosyl derivátu sférické celulosy. Potom sé sloupec promyje 0,5 M roztokem NaCl a vázaný lektin se vymyje 0,1 M roztokem D-glukosy v 0,5 M NaCl. Frakce obsahující bílkovinu se spojí, dialyzují a lyofilisují. Takto získaný preparát je eiektroforeticky čistý lektin ze semen hrachu, jehož aglutinační aktivita je 128krát vyšší než aktivita původní aplikované aktivní frakce. Kapacita D-glukosyl derivátu celulosy (15,5% vázané D-glukosy je 25 mg lektinu/ml.
20717
Příklad Semena Akt. frakce Použitý derivát Obsah cukru Eluce Kapacita Zvýšení (% (řJHá]2 so<} '(·'%·)·· (mg/iuJj aktivity
Hlodáš .evropský - 40 L-Fuc 0.1M 25 512 (Ulex euro- L-Fuc paeus)
CM ca· s«3 τΗ φ· oQ co l£r
CM vrt ca o
5? \-t 5
SgSj afl o O
Q
CM
CM eaz ca
CO
CM & ® .S 3 · o . Q«cm
3g%
O <
Sz r-l o o3 a
o. CJ o
). 1 < < <
3 2: z. Z
O O 3 i-*l 3 0 r·*
ώ: ώ 0 t a 1 0' 1
Cl· o
CO.
o. in 03’ . ΙΛ
O ca«Μ V o .00 W Γ? « rt .. O &04.J
3 Π
Z £)3.
wco4
£ x. * 3 gS/ŠS 6«? 2 'a «·
tn , 20 3 7
P ř í k 1 a ů 1 6
LyGřilisované, upráškované jikry okouna (Perca fluviatilis) se extrahují mícháním s lOx objemem 0,9% NaCl 16 hodin, extrakt se potom centrifuguje. K supernatantu ,(100 ml) se přidá 10 ml D-glukosylderivátu sférické celulosy alternativně též D-mannosyl nebo L-fukoisyl (obsah navázaného cukru 15,5% a suspense se třepe 8 hodin při 10 °C.
Gel se odfiltruje, promyje na sloupci 0,9% NaCl a specificky adsorbovaný lektin se uvolní 0,1 M roztokem D-glukosy v 0,9% NaCl· Získaný protein se dialyzuje a lyofilisuje. Získá se 210 mg elektroforeticky čistého, lektinu, jehož specifická aktivita je 64krát vyšší než aktivita jiker. Kapacita D-glukosyl derivátu celulofey je v tomto vsádkovém uspořádání 21 mg/ml. . .

Claims (4)

1. Celulosový nosič pro separaci biologicky aktivních látek vyznačený tím, že na povrchu obsahuje alfa-glýkosidicky kovalentně vázané sacharidy nebo jejich deriváty vybrané ze skupiny monosacharidů, oligosacharidů, deoxycukrů a aminocukrů, má sférický tvar s velikostí částic 0,02 až 2,00 mm a v prostředí vody vykazuje porezitu až 90 procent.
2. Způsob výroby celulosového nosiče pro separaci biologicky aktivních látek podle bodu 1 vyznačený tím, že se sférická celulosa promyje bezvodým organickým rozpouštědlem mísitelným s vodou, promíchává se
VYNALEZU s roztokem bezvodého cukru o koncentraci 0,5 až 5 % hmotnostních v témže rozpouštědle za přítomnosti kyselého katalysáto. ru při teplotě 15 až 70 °C po dobu 1 až 20 hodin, načež se .promyje vodou o teplotě +4 až -f-10°C a fosfátovým pufrem pH 7.
3. Způsob výroby podle bodu 2, vyznačený tím, že jako bezvodé rozpouštědlo se použije dioxan, dimethylsulfoxid, dimethylformamid.
4. Způsob podle bodu 2, vyznačený tím, že jako kyselý katalysátor se používá fluorid boritý, chlorovodík nebo jejich směs.
CS262479A 1979-04-17 1979-04-17 Celulosový nosič pro separaci biologicky aktivních látek a způsob jeho přípravy CS203767B1 (cs)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS262479A CS203767B1 (cs) 1979-04-17 1979-04-17 Celulosový nosič pro separaci biologicky aktivních látek a způsob jeho přípravy

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS262479A CS203767B1 (cs) 1979-04-17 1979-04-17 Celulosový nosič pro separaci biologicky aktivních látek a způsob jeho přípravy

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CS203767B1 true CS203767B1 (cs) 1981-03-31

Family

ID=5363896

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CS262479A CS203767B1 (cs) 1979-04-17 1979-04-17 Celulosový nosič pro separaci biologicky aktivních látek a způsob jeho přípravy

Country Status (1)

Country Link
CS (1) CS203767B1 (cs)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Barker et al. Agarose derivatives of uridine diphosphate and N-acetylglucosamine for the purification of a galactosyltransferase
US4269605A (en) Method and kit for separation of glycoproteins
El Rassi Recent progress in reversed-phase and hydrophobic interaction chromatography of carbohydrate species
Bedair et al. Affinity chromatography with monolithic capillary columns: II. Polymethacrylate monoliths with immobilized lectins for the separation of glycoconjugates by nano-liquid affinity chromatography
US3959251A (en) Stabilized agar product and method for its stabilization
Monzo et al. Lectin-immobilization strategies for affinity purification and separation of glycoconjugates
Lloyd The preparation of two insoluble forms of the phytohemagglutinin, concanavalin A, and their interactions with polysaccharides and glycoproteins
Pazur Affinity chromatography of macromolecular substances on adsorbents bearing carbohydrate ligands
Matsumoto et al. Derivatization of epoxy-activated agarose with various carbohydrates for the preparation of stable and high-capacity affinity adsorbents: their use for affinity chromatography of carbohydrate-binding proteins
DE2319495A1 (de) Verfahren zum selektiven und reversiblen binden von biomolekuelen an adsorbenzien
EP0265495A1 (en) Bonded phase chromatographic supports
GB2024829A (en) Method and Product for Separation of Glycoproteins
Rao et al. Lectin-binding domains on laminin
US4406792A (en) Separation agent
Ben-bassat et al. Review high performance liquid chromatography of mono-and oligosaccharides
CS203767B1 (cs) Celulosový nosič pro separaci biologicky aktivních látek a způsob jeho přípravy
Philip et al. Rabbit muscle phosphorylase derivatives with oligosaccharides covalently bound to the glycogen storage site
Blake et al. [7] Resolution of carbohydrates by lectin affinity chromatography
DE2858715C2 (cs)
Boi et al. Adsorption of lectins on affinity membranes
Gamzazade et al. Study of lipoprotein sorption by some sulfoderivatives of chitosan
Kwon et al. High performance liquid chromatography of mono-and oligosaccharides derivatized with p-aminobenzoic ethyl ester on a c18-bonded silica column
Hořejší et al. Quantitative inhibition of lectin binding to immobilized carbohydrates
Satish et al. Sugars as affinity ligands
Richard ⑥ Sugars as Affinity Ligands