CS272660B1 - Immobilized biocatalyst for nicotinamidadenindinucleotide's enzymic reduction and method of its preparation - Google Patents

Immobilized biocatalyst for nicotinamidadenindinucleotide's enzymic reduction and method of its preparation Download PDF

Info

Publication number
CS272660B1
CS272660B1 CS455387A CS455387A CS272660B1 CS 272660 B1 CS272660 B1 CS 272660B1 CS 455387 A CS455387 A CS 455387A CS 455387 A CS455387 A CS 455387A CS 272660 B1 CS272660 B1 CS 272660B1
Authority
CS
Czechoslovakia
Prior art keywords
cells
gel
biocatalyst
arthrobacter ureafaciens
immobilized
Prior art date
Application number
CS455387A
Other languages
English (en)
Other versions
CS455387A1 (en
Inventor
Ludmila Doc Ing Csc Silhankova
Katerina Ing Ocenaskova
Zora Ing Machova-Kovarova
Original Assignee
Silhankova Ludmila
Katerina Ing Ocenaskova
Machova Kovarova Zora Ing
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 Silhankova Ludmila, Katerina Ing Ocenaskova, Machova Kovarova Zora Ing filed Critical Silhankova Ludmila
Priority to CS455387A priority Critical patent/CS272660B1/cs
Publication of CS455387A1 publication Critical patent/CS455387A1/cs
Publication of CS272660B1 publication Critical patent/CS272660B1/cs

Links

Landscapes

  • Immobilizing And Processing Of Enzymes And Microorganisms (AREA)
  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)

Description

Vynález se týká zmobilizovaného biokatalyzátoru pro enzymovou redukci nikotinamidadenindinukleotidu (NAD+) v jeho redukovanou formu (NADH) a způsobu jeho přípravy.
Redukovaný nikotinamidadenindinukleotid se používá při enzymovém stanovení řady organických sloučenin, v biochemickém výzkumu a pří enzymové přípravě některých organických sloučenin. Zatímco nikotinamidadenindinukleotid je většinou připravován izolací z buněk kvasinek, jeho redukovaná forma se získává redukcí izolovaného nikotinamidadenindinukleotidu. Nejčastěji je používána redukce pomocí imobilizováných čistých enzymů, např. alkoholdehydrogenasy (E.C.1.1.1.1.), malátdehydrogenasy (E.C.1.1.1.37, E.C.I.1.1.38, nebo E.C.1.1,1. 39) nebo formátdehydrogenasy (E.C.1.2.1.2.) za použití příslušných enzymových substrátů, jako donoru vodíku. Použití imobilízovaných enzymů pro tento proces vyžaduje technicky i ekonomicky náročnou izolaci příslušných enzymů, jejichž stabilita je značně omezená. Proto bylo navrženo použití celých, permeabilizovaných nebo rozdrcených buněk mikroorganismů jako zdroje příslušných dehydrogenas, případně hydrogenas pro enzymovou redukci nikotinamidadenindinukleotidu. Isuzumi Y. a sp. (J. Ferment. Technol. 61, 135, 1983) používají k tomuto účelu permeabilizované buňky mikroorganismů s vysokou aktivitou formátdehydrogenasy, avšak k proběhnutí redukce je zapotřebí poměrně dlouhá doba (3 hod. pro redukcí 60 X přítomného nikotinamidadenindínukleotídu), což vede k částečnému rozkladu vzniklého produktu ve sloučeniny, jež inhibují reakce dehydrogenas, čímž se redukovaný nikotinamidadenindinukleotid znehodnocuje. Z přidaného mravenčanu, sloužícího zde jaké donor vodíku, se při použitém pH uvolňuje těkavá mravenčí kyselina, působící korozivně na zařízení a dráždivě na sliznice pracovníků. II rozdrcených.buněk Achromobacter parvulus (Yokoyama S. a Suye S., franc. patent 2562089) je pro redukci 98 % přidaného nikotinamidadenindínukleotídu zapotřebí dokonce 6 h. Také enzymová hydrogenace nikotinamidadenindínukleotídu v jeho redukovanou formu plynným vodíkem za součinnosti zmobilizovaných bakteriálních buněk (Klibanov A.M. a sp ., Biotechnol. Letters 2, 445, 1980, Matsunaga T. a sp., Biotechnol. Bioeng.27, 1277, 1985) vyžaduje 5 až 6 h při velmi nízkých koncentracích produktu 0,8 mM. Přitom je u tohoto postupu velmi náročná manipulace s plynným vodíkem, jenž se v modifikaci popsané Matsunagem a sp.
používá dokonce za tlaku 10 MPa.
Uvedené nevýhody odstraňuje biokatalyzátor pro enzymovou redukci nikotinamidadenindinukleotidu podle vynálezu, který obsahuje 1 až 60 hmot. dílů vlhkých permeabilizovaných buněk bakterie Arthrobacter ureafaciens Krebs a Eggleston, s výhodou Arthrobacter urěafaciens DBM 1076, uložené ve sbírce katedry biochemie a mikrobiologie Vysoké školy chemicko-technologické v Praze pod číslem 1076, na 1 hmot. díl gelotvorné látky například alginátu, akrylamidu, agaru, kapa-carrageenanu nebo genu-carrageenanu.
Způsob přípravy biokatalyzátoru podle vynálezu spočívá v tom, že se vlhké, popřípadě permeabilizované buňky Arthrobacter ureafaciens suspendují do roztoku gelotvorné látky, načež se suspenze převede v gel vysrážením, polymerací a/nebo ochlazením, popřípadě se pak provede permeabílizace buněk. Permeabilizaci je vhodné provádět třepáním s acetonem nebo jiným rozpouštědlem, působením povrchově aktivní látky, například dodecylsulfátem nebo opakovaným zmražováním buněk. Takto připravený biokatalyzátor se použije v přítomnosti fosfátu a metabolizovatelných sacharidů, jakožto jediného' zdroje vodíku k enzymové redukci rozpuštěného nikotinamidadenindinukleotidu v jeho redukovanou formu. Biokatalyzátor může být použit vsádkově v reaktoru za mírného míchání nebo v koloně s průtokem reakčni směsi. Může být používán opakovaně, neboť si zachovává aktivitu po dobu 7 až 14 dnů.
Hlavní výhoda zmobilizovaného biokatalyzátoru je jeho mimořádně vysoká aktivita, jež umožňuje například redukci trojnásobného množství (počítáno na objem hydratovaného katalyzátoru) 20 mM nikotinamidadenindinukleotidu během 1 h s výtěžkem 90 až 95% redukovaného nikotinamidadenindinukleotidu. Další výhodou tohoto biokatalyzátoru je jeho vysoká stabilita, takže může být používán kontinuálně nebo opakovaně po dobu 14 dnů i více, což vede k úsporám na přípravě mikrobiálních buněk i biokatalyzátoru. Mimořádně výhodné je, že biokatalyzátor podle vynálezu umožňuje použiti metabolizovatelných sacharidů jako donoru vodíku λ
CS 272 660 Bl ά při enzymové redukci, což předčí ostatní postupy po ekonomické a v některých případech také hygienické stránce.
Vynález je v dalším blíže objasněn v příkladech provedení, aniž by se jimi omezoval. Příklad 1
Arthrobacter ureafaciens DBM 1076 se aerobně kultivuje při 30° C v prostředí o pH 7,2 obahujícím v 1 litru: 20 g glukosy, 1,0 g (NH^^SO^, 0,1 g MgSO^.7 I^O·, 8,7 g KgHPO^, 10 g sušeného kvasničného autolyzátu a 10 g peptonu. Po 18 h kultivace se buňky odstředí při 800 g a promyjí vodou. 15 g vlhkých buněk se rozmíchá v 30 ml v 1,5 % (hmot./obj.) vodného roztoku alginátu sodného a takto vzniklá suspenze se kape pomocí stříkačky do 0,05 M CaC^ obsahujícího 10 % (hmot./obj.) glukosy. Pak se srážecí roztok odstraní filtrací přes skleněnou fritu a imobilizované buňky se na fritě promyjí 0,05 M roztokem CaC^v Tris-HCl pufru o pH 9,0. Promyté imobilizované buňky se míchají 15 min v dvojnásobném objemu acetonu, načež se aceton slije a jeho zbytky se odstraní proudem vzduchu. Takto připravený biokatalyzátor se přidá k trojnásobnému množství (hmot./obj.) reakční směsi obsahující (v konečných koncentrátech) 20 mM nikotinamidadenindinukleotid, 40 mM MgCIz, 0,05 M CaC^, 1 mM NaNj, % (hmot./obj.) kyseliny metařosforečné zneutralizované pomocí IN NaOH a 2 % (hmot./obj.) glukosy v Tris-HCl pufru o pH 9,0 a inkubuje se za mírného míchání 1 h při 30 C. Pak se reakční kapalina oddělí od biokatalyzátoru filtrací přes fritu a z filtrátu se některým ze známých postupů izoluje redukovaná forma nikotinamidadenindinukleotidu. Biokatalyzátor se použije pro další podíl reakční směsi. Jeho stabilita zůstává zachována po dobu 7 až 14 dnů
Příklad 2
Buňky Arthrobacter ureafaciens DBM 1076 se získají postupem uvedeným v příkladu 1 a promyjí vodou. K 10 g vlhkých buněk se přidá 20 ml destilované vody, 4 g monomeru akrylamidu a 0,4 g Ν,Ν’-methylen-bis-akrylamidu a po rozmíchání se nechá ztuhnout při teplotě 7 až 12° C. Z této hmoty se nařežou krychličky o hraně 2 až 3 mm, jež se pak míchají 15 min s dvojnásobným objemem acetonu, aby se imobilizované buňky permeabilizovaly. Pak se aceton slije, získaný biokatalyzátor se promyje vodou a naplní do kolony, kterou se poté nechá pro těkat reakční směs stejného složení jako v příkladu 1. Rychlost průtoku reakční směsi se volí tak, aby se veškerá reakční směs v koloně vyměnila během 45 až 70 min. Tento kontinuální způsob může probíhat až 14 dnů a může být také kdykoliv přerušen a znovu obnoven. Výtěžnost redukovaného nikotinamidadenindinukleotidu je kolem 95 % vneseného nikodinamidadenindinukleotidu. Z eluátu se izoluje redukovaný nikotinamidadenindinukleotid některým ze známých postupů.

Claims (2)

  1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU
    1. Imobilizovaný biokatalyzátor pro enzymovou redukci nikotinamidadenindinukleotidu v redukovanou formu, vyznačující se tím, že obsahuje 1 až 60 dílů hmot. vlhkých permeabllizovaných buněk Arthrobacter ureafaciens, s výhodou Arthrobacter ureafaciens DBM 1076 uleženého ve sbírce mikroorganismů katedry biochemie a mikrobiologie Vysoké školy chemickotechnologické v Praze pod číslem 1076, na 1 díl hmot. sušiny gelotvorné látky, například alginátu, akrylamidu, agaru, kapa-carageenanu a genu-carrageenanu.
  2. 2. Způsob 'přípravy imobilizovaného biokatalyzátoru podle bodu 1, vyznačující se tím, že se vlhké promyté bakteriální buňky popřípadě permeabilizované suspendují do roztoku gelotvorné látky, načež se suspenze převede v gel srážením, polymeraci a/nebo ochlazením a popřípadě se provede permeabilizace imobilizovaných buněk.
CS455387A 1987-06-22 1987-06-22 Immobilized biocatalyst for nicotinamidadenindinucleotide's enzymic reduction and method of its preparation CS272660B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS455387A CS272660B1 (en) 1987-06-22 1987-06-22 Immobilized biocatalyst for nicotinamidadenindinucleotide's enzymic reduction and method of its preparation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS455387A CS272660B1 (en) 1987-06-22 1987-06-22 Immobilized biocatalyst for nicotinamidadenindinucleotide's enzymic reduction and method of its preparation

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CS455387A1 CS455387A1 (en) 1990-06-13
CS272660B1 true CS272660B1 (en) 1991-02-12

Family

ID=5388565

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CS455387A CS272660B1 (en) 1987-06-22 1987-06-22 Immobilized biocatalyst for nicotinamidadenindinucleotide's enzymic reduction and method of its preparation

Country Status (1)

Country Link
CS (1) CS272660B1 (cs)

Also Published As

Publication number Publication date
CS455387A1 (en) 1990-06-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4637982A (en) Process for biological preparation of amides
Shimizu et al. Stereoselective reduction of ethyl 4-chloro-3-oxobutanoate by a microbial aldehyde reductase in an organic solvent-water diphasic system
EP0188316B1 (en) Process for the preparation of amides using microorganisms
US5179014A (en) Process for the preparation of amides using microorganisms
Martin et al. Conversion of l‐sorbose to l‐sorbosone by immobilized cells of Gluconobacter melanogenus IFO 3293
Shimizu et al. Microbial asymmetric reduction of ethyl 4-chloro-3-oxobutanoate to optically active ethyl-4-chloro-3-hydroxybutanoate
Ogawa et al. Production of kojic acid by membrane-surface liquid culture of Aspergillus oryzae NRRL484
US4738924A (en) Method for the production of 6-hydroxynicotinic acid
EP0179523B1 (en) Process for the enzymatic hydrolysis of d-alpha-amino-acid amides
JP3117092B2 (ja) セファロスポリン誘導体をグルタリル−7−アミノセファロスポラン酸誘導体に連続転化する方法
US4059489A (en) Production of glucose isomerase
Yoshida et al. Production and application of maltose phosphorylase and trehalose phosphorylase by a strain of Plesiomonas
Matsunaga et al. Regeneration of NAD (P) H by immobilized whole cells of Clostridium butyricum under hydrogen high pressure
CS272660B1 (en) Immobilized biocatalyst for nicotinamidadenindinucleotide's enzymic reduction and method of its preparation
Sonnleitner et al. Application of immobilized cells of Thermoanaerobium brockii for stereoselective reductions of oxo-acid esters
EP0032987B1 (en) Thermophilic aspartase, processes for producing, culture used, and l-aspartic acid preparation process using the same
GUPTA et al. Immobilization and properties of dextransucrase from Leuconostoc mesenteroides culture, LM1
Wichers et al. Optimization of the biotransformation of L-tyrosine into L-Dihydroxyphenylalanine (DOPA) by alginate-entrapped cells of Mucuna pruriens
IE893773L (en) Biocatalysts and processes for the manufacture thereof
CS266909B1 (cs) Způsob přípravy redukovaného nikotinamidadenindinukleotidu
Chave et al. Recycling of NADP+ using immobilized E. coli and glucose-6-phosphate dehydrogenase
Donova et al. Poly-N-vinylcaprolactam gel: A novel matrix for entrapment of microorganisms
CA1297057C (en) Method for the production of ribavirin using high ribose donor concentrations
EP0215414B1 (en) Process for producing l-phenylalanine
Kekos et al. Effect of tannins on growth and amylase production by Calvatia gigantea