DD141977A3 - PROCESS FOR PREPARING WATER-SOLUBLE ENZYME POLYSTYRENE COMPLEXES - Google Patents

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DD141977A3
DD141977A3 DD18720675A DD18720675A DD141977A3 DD 141977 A3 DD141977 A3 DD 141977A3 DD 18720675 A DD18720675 A DD 18720675A DD 18720675 A DD18720675 A DD 18720675A DD 141977 A3 DD141977 A3 DD 141977A3
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Jens Fischer
Alfred Schellenberger
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Jens Fischer
Alfred Schellenberger
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  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
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Abstract

Die vorliegende Erfindung beinhaltet ein Verfahren zur Herstellung wasserunlöslicher Enzym-Polystyrol-Komplexe, die sich . für den Einsatz in der chemischen, pharmazeutischen und Lebensmittelindustrie sowie in der Medizin eignen. Mit dem Verfahren werden in ökonomischer Weise wasserunlösliche Enzym-Polystyrol-Komplexe durch geeignete Funktionalisierung synthetischer Polystyrole und anschließender Umsetzung mit Enzymen gewonnen. Die Herstellung der genannten Komplexe erfolgt durch Kopplung chlormethylierter Polystyrole mit Aminen, vorzugsweise mit Di- oder Polyaminen oder Aminen, die SH- oder OH-Gruppen enthalten, in Suiastanz oder in Lösung bei Temperaturen zwischen 0 und 150 °C und anschließender Umsetzung mit Enzymen in - wäßriger Lösung bei pH-Werten zwischen 3,5 bis 8, bei Temperaturen von 0 °C bis zur Stabilitätsgrenze der Enzyme und bei. einer Reaktionsdauer von weniger als einer Stunde bis zu 24 h.The present invention includes a method for Preparation of water-insoluble enzyme-polystyrene complexes that are , for use in the chemical, pharmaceutical and Food industry and in medicine. With the Processes become economically insoluble in water Enzyme-polystyrene complexes by appropriate functionalization synthetic polystyrenes and subsequent reaction with enzymes won. The preparation of said complexes is carried out by Coupling chloromethylated polystyrenes with amines, preferably with di- or polyamines or amines, the SH or OH groups contained, in suiastic or in solution at temperatures between 0 and 150 ° C and subsequent reaction with enzymes in - aqueous solution at pH values between 3.5 to 8, at temperatures from 0 ° C to the stability limit of the enzymes and at. one Reaction time from less than one hour to 24 h.

Description

187206 -ι-187206 -ι-

b) Anwendungsgebiet der Erfindungb) Field of application of the invention

Die wasserunlöslichen Enzym-Polystyrol-Komplexe eignen sich, für den Einsatz in der chemischen, pharmazeutischen und Lebensmittelindustrie sowie in der Medizin.The water-insoluble enzyme-polystyrene complexes are suitable for use in the chemical, pharmaceutical and food industries as well as in medicine.

c) Charakteristik der bekannten technischen Lösungenc) Characteristic of the known technical solutions

Die Bindung von Substanzen an unlösliche polymere Verbindungen hat in den letzten Jahren eine große Bedeutung erlangt. Vorteilhaft ist besonders die Herstellung unlöslicher Enzympräparate, weil diese Verbindungen in einfacher Weise aus einem Reaktionsgemisch entfernt und mehrfach wiederverwendet werden können. Ihre Anwendung kann daher in der medizinischen Diagnostik und Therapie, in bestimmten Bereichen der chemischen und pharmazeutischen Industrie und in der Lebensmittel- und Getränkeindustrie technologische Vorteile bewirken und zu Kosteneinsparungen führen· Als Trägermaterialien wurden bisher hauptsächtlich Polymere auf natürlicher Basis (z* B* Cellulosederivate und Proteine), synthetische organi-The binding of substances to insoluble polymeric compounds has become very important in recent years. Particularly advantageous is the preparation of insoluble enzyme preparations, because these compounds can be easily removed from a reaction mixture and reused several times. Their application can therefore bring about technological advantages in medical diagnostics and therapy, in certain areas of the chemical and pharmaceutical industry and in the food and beverage industry and lead to cost savings. [0003] Up until now, mainly natural based polymers (z * B * cellulose derivatives) have been used as support materials Proteins), synthetic organi-

sehe Polymere (ζ. B# Polyacrylsäurederivate, Maleinsäurean» hydrid-Cö polymere)" und anorganische Träger (z, B, poröses Glas, Metalloxide) verwendet (G. MAHECKE; Chimia 28 (9), 467 /T9747, G. P, ROYER, J, P. AWDREWS, R. UY; Enzyme Techno1. Dig, YoI I /Sarch.7, 99-138 /T9727, M. HELBOECK, D. .JAWOREK; Chimia 29 (-3), 109 ^9757). ...see polymers (ζ, B # polyacrylic acid derivatives, maleic anhydride copolymers) and inorganic supports (z, B, porous glass, metal oxides) (G. MAHECKE, Chimia 28 (9) , 467 / T9747, G. P, ROYER J, P. AWDREWS, R. UY; Enzymes Techno1 Dig, YoI I / Sarch.7, 99-138 / T9727, M. HELBOECK, D. YAWOREK; Chimia 29 (-3) , 109-9757). ...

Cellulosederivate und Proteine lassen sich nur in beschränktem Maße verwenden, v/eil sie mikrobiell leicht angreifbar sind und außerdem in gepackten Reaktoren schlechte Flußeigenechaften besitzen· Oft wird auch die Anwendung trägerfixierter Enzyme durch die hohen Kosten bei der Herstellung und .Punktionalisierung von Trägermaterialien limitiert.Cellulose derivatives and proteins can only be used to a limited extent because they are microbially susceptible to attack and also have poor flow properties in packed reactors. The use of supported enzymes is often limited by the high cost of preparing and functionalizing support materials.

Als Trägermaterial zur Enzymbindung wurde auch mehrfach Polystyrol verwendet (H. FILIPPUSSON, W· JE/ HORlTBY; Biochem. J. ,120, 215 (1970) , W. E. HORNBY, H· FILIPPUSSON; PEBS Letters j£, 8 /T9707)· Zu diesem Zweck wird das Polystyrol meistens nitriert, die Nitrogruppen zu Aminogruppen reduziert und •dann zur weiteren Punktionalisierung entweder diazotiert oder ζ« B. mit Chlortriazinderivaten, Glutaraldehyd und Suceinanhydrid umgesetzt* Die Einführung der funktioneilen Gruppen ist relativ aufwendung und die Plystyrole besitzen oftmals einen stark hydrophoben Charakter, der einen ungünstigen Einfluß auf die Eigenschaften der Enzymharze (vgl. G, Baum, Biotechn· Bioeng, /17 (2), 253, 1975 und USP 3.860 486)ausübte'Polystyrene was also used several times as the support material for enzyme binding (H. FILIPPUSSON, WEGEHORLTBY, Biochem., J. , 120 , 215 (1970), WE HORNBY, H. FILIPPUSSON, PEBS Letters, J, 8 / T9707) this purpose is usually nitrated polystyrene, the nitro groups to amino groups is reduced and • then either diazotized to further Punktionalisierung or ζ "as with Chlortriazinderivaten, glutaraldehyde and Suceinanhydrid reacted * the introduction of the functional groups is relatively expense and Plystyrole have often a highly hydrophobic character that an unfavorable influence on the properties of the enzyme resins (see equ., Baum, Biotechn Bioeng ·, / 17 (2), 253, 1975, USP 3,860 486) exerts e '

d) Ziel der Erfindungd) Object of the invention

Ziel der Erfindung ist es, in einfacher, ökonomischer Weise unlösliche und stabile Protein-Träger-Komplexe darzustellen»The aim of the invention is to present insoluble and stable protein-carrier complexes in a simple, economical manner »

e) Darlegung des Wesens der Erfindunge) Presentation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, synthetische Polymere auf Styrolbasis in geeigneter Weise zu funktionalisieren und anschließend mit einem Enzym zu einem stabilen Komplex zu vereinigen*It is an object of the present invention to suitably synthesize styrene-based synthetic polymers and subsequently combine them with an enzyme to form a stable complex *

Erfindungsgemäß wird das dadurch, erreicht, daß chlormethylierte Polystyrole mit Di- oder Polyaminen oder Aminen, die noch. andere funktioneile Gruppen, wie z· B. SH oder OH enthalten, umgesetzt und an die erhaltenen Produkte ohne zusätzliche Komponenten Enzyme gekuppelt werden, ,According to the invention, this is achieved in that chloromethylated polystyrenes with di- or polyamines or amines, which still. contain other functional groups, such as SH or OH, reacted and coupled to the resulting products without additional components enzymes,

Die Enzym-Polystyrol-Komplexe eignen sich, sehr gut für einen Einsatz in gepackten Reaktoren, da ihre Korngrößen'in weiten Bereichen variierbar sind und somit nicht limitierend auf die Durchflußgeschwindigkeit eines Reaktors wirken· Bei einer Anwendung im Batch-Prozeß kann das 'Enzymharz durch Filtration schnell und einfach abgetrennt und anschließend erneut eingesetzt Yiferden, ohne daß dabei ein signifikanter Aktivitätsverlust eintritt»The enzyme-polystyrene complexes are very well suited for use in packed reactors, since their particle sizes are variable within wide limits and thus do not have a limiting effect on the flow rate of a reactor. When used in a batch process, the enzyme resin can pass through Filtration quickly and easily separated and then used again Yiferden, without causing a significant loss of activity occurs »

f) Ausführungsbeispielf) embodiment

Nachfolgend wird die Darstellung der Enzym-Polystyrol-Komplexe an einem Beispiel beschrieben:The presentation of the enzyme-polystyrene complexes is described below using an example:

5 g chlormothyliertes Polystyrol (8,5 % Cl) wurden in Dioxan mit 5 ml Tetraäthylenpentamin 12 St schließend gewaschen und getrocknet5 g of chloromethylated polystyrene (8.5% Cl) were washed in dioxane with 5 ml tetraethylenepentamine 12 St closing and dried

mit 5 ml Tetraäthylenpentamin 12 Stunden bei 700O gerührt, an100 mg des aminierten Polystyrols werden 1 Stunde bei Raumtempe? ratur mit 4 ml Glucoamylaselösung (Acetatpuffer pH 4,5) gerührt und 2 Stunden mit Acetatpuffer pH 4S5 gewaschen.stirred with 5 ml of tetraethylenepentamine for 12 hours at 70 0 O, an100 mg of the aminated polystyrene are 1 hour at room temperature? stirred with 4 ml Glucoamylaselösung (acetate buffer pH 4.5) and washed for 2 hours with acetate buffer pH 4 S 5.

Eingesetzte Aktivität: · 50 UActivity used: · 50 U

Ausgewäscheue Aktivität: 12 U spezifische Aktivität: > 0,15 U/mg PolymeresExtinguishing activity: 12 U specific activity: > 0.15 U / mg polymer

relative Aktivität: 39 %f relative activity: 39 % f

Claims (3)

1· Verfahren zur Herstellung wasserunlöslicher Enzym-Polystyrol-Komplexe, dadurch, gekennzeichnet, daß chlormethylierte Polystyrole mit Aminen, vorzugsweise mit Di- oder Polyaminen oder Aminen, die SH- oder OH-Gruppen enthalten, umgesetzt und mit Enzymen gekoppelt werden»Process for the preparation of water-insoluble enzyme-polystyrene complexes, characterized in that chloromethylated polystyrenes are reacted with amines, preferably with di- or polyamines or amines containing SH or OH groups, and coupled with enzymes » 1 8721 872 Patentansprüche ·Claims 2# Verfahren nach. Anspruch. 1, dadurch, gekennzeichnet, daß die Umsetzung von chlormethylierten Polystyrolen mit Aminen in Substanz oder in Lösung bei Temperaturen zwischen 0 und 150C durchgeführt wird·2 # procedure after. Claim. 1, characterized in that the reaction of chloromethylated polystyrenes is carried out with amines in bulk or in solution at temperatures between 0 and 150C · 3· Verfahren nach Anspruch 1, dadurch, gekennzeichnet, daß die Kopplung der Enzyme an die Träger in wässriger Lösung bei pH-Werten zwischen 3,5 bis 8, bei Temperaturen von O0C bis sur Stabilitätsgrenze der Enzyme und bei einer Reaktionsdauer von weniger als einer Stunde bis zu 24 Stunden erfolgt«3 · Method according to claim 1, characterized in that the coupling of the enzymes to the carriers in aqueous solution at pH values between 3.5 to 8, at temperatures of O 0 C to sur stability limit of the enzymes and at a reaction time of less takes one hour to 24 hours «
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0285562A2 (en) * 1987-03-30 1988-10-05 Ciba-Geigy Ag Synthetic resin

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0285562A2 (en) * 1987-03-30 1988-10-05 Ciba-Geigy Ag Synthetic resin
EP0285562A3 (en) * 1987-03-30 1990-01-10 Ciba-Geigy Ag Synthetic resin

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