DE2248843A1 - METHOD FOR MANUFACTURING LYSOZYME - Google Patents
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Verfahren zur Herstellung von LysozymProcess for the production of lysozyme
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Extraktion und Reinigung von Lysozym aus Eiweiß. . . , ·The invention relates to a method for extraction and Purification of lysozyme from protein. . . , ·
Die Isolierung von Lysozym durch Fleming führte wegen der starken unspezifischen immunologischen Wirkung dieser Verbindung zu deren unfangreicher Verwendung als Arzneimittel zur Behandlung von Viren- und Bakterieninfektionen beiThe isolation of lysozyme by Fleming led because of the strong non-specific immunological effect of this compound for their extensive use as pharmaceuticals for the treatment of viral and bacterial infections
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Menschen. Lysozym wurde u.a. auch als entzündungshemmendes Mittel und als die Leukozytenbildung artregendes Mittel verwendet. Zur parenteralen Verabreichung waren daher ständig steigende Mengen an Lysozym mit hoher Aktivität und großer Reinheit erforderlich. People. Lysozyme has also been used, among other things, as an anti-inflammatory agent and as an agent for the formation of leukocytes. For parenteral administration, therefore, constantly increasing amounts of lysozyme with high activity and high purity were required.
In der G3-PS 1 110 466 ist ein Verfahren zur Herstellung von Lysozym aus Eiweiß beschrieben, wonach natives Eiweiß mit einem schwach sauren Ionenaustauscher bei pH 6 bis 7 und Temperaturen unterhalb Raumtemperatur behandelt und der Ionenaustauscher ab-.getrennt wird. Anschließend werden Proteinverunreinigungen von dem Ionenaustauscher mit einer höchstens 0,2 molaren Salzlösung mit einem pH von höchstens 7 eluiert. Sodann wird das Lysozym mit einer wäßrigen Salzlösung eluiert und aus dem erhaltenen Eluat durch Erhöhen der Salzkonzentration ausgefällt. Einer der Vorteile dieses Verfahrens ist, daß das nach dem Abtrennen des Lyaozyms zurückbleibende Eiv/eiß weder verdünnt noch verunreinigt ist und zu Futterzwecken verwendet werden kann.In G3-PS 1 110 466 is a method for the production of Lysozyme from protein described, according to which native protein with a weakly acidic ion exchanger at pH 6 to 7 and temperatures Treated below room temperature and the ion exchanger separated will. Subsequently, protein impurities are removed from the ion exchanger with a maximum of 0.2 molar salt solution eluted with a pH of 7 or less. Then, the lysozyme is eluted with an aqueous saline solution and from the obtained one Eluate precipitated by increasing the salt concentration. One of the advantages of this process is that once the Lyaozyme remaining egg is neither diluted nor contaminated and can be used for animal feed.
Da Lysozym im Eiweiß in Mengen von 0,3 bis 0,5 Gewichtsprozent enthalten ist und für bestimmte therapeutische Behandlungen beträchtliche Mengen, in manchen Fällen bis zu 1 g/Tag oder mehr, an sehr reinem Lysozym benötigt werden, ist ersichtlich, daß zur Deckung des Bedarfs sehr große Eiweißmengen aufgearbeitet werden müssen. Dies führt unvermeidlich zu zahlreichen Problemen, z.3. bei der Lagerung, dem Einfrieren und dem Transport, und natürlich auch zu einer Verteuerung des Endproduktes.Since lysozyme is contained in protein in amounts of 0.3 to 0.5 percent by weight and is considerable for certain therapeutic treatments Amounts, in some cases up to 1 g / day or more, of very pure lysozyme are required, it can be seen that for Very large amounts of protein have to be processed to meet the needs. This inevitably leads to numerous problems, e.g. in storage, freezing and transport, and of course also making the end product more expensive.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es daher, ein. einfaches und wirtschaftliches Verfahren zur Herstellung von qualitativ hochwertigem Lysozym zur Verfugung zu stellen, das die vorge-The object of the present invention was therefore to provide a. simple and to provide an economical process for the production of high quality lysozyme that
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nannten Nachteile nicht aufweist. Diese Aufgabe wird durch die Erfindung gelöst.does not have the disadvantages mentioned. This task is carried out by the Invention solved.
Gegenstand der Erfindung ist somit ein Verfahren zur Herstellung von Lysozym aus Eiweiß durch Behandeln mit einem schwach sauren Ionenaustauscher bei pH 6 bis 7 und .Temperaturen unterhalb Raumtemperatur, Abtrennen des Ionenaustauschers, Eluieren von Proteinverunreinigungen mit einer höchstens 0,2 molaren Salzlösung mit einem pH von höchstens 75 anschließendes Eluieren des Lysozyms mit einer wäßrigen Salzlösung und Ausfällen des Lysozyms aus dem erhaltenen Eluat durch Erhöhen der. Salzkonzentration, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man das Eiweiß vor dem Behandeln mit dem schwach'sauren Ionenaustauscher durch Ultrafiltration konzentriert. ; The invention thus relates to a process for the production of lysozyme from protein by treatment with a weakly acidic ion exchanger at pH 6 to 7 and temperatures below room temperature, separating the ion exchanger, eluting protein impurities with a maximum 0.2 molar salt solution with a pH of at most 7 5 subsequent elution of the lysozyme with an aqueous salt solution and precipitation of the lysozyme from the resulting eluate by increasing the. Salt concentration, which is characterized in that the protein is concentrated by ultrafiltration before treatment with the weakly acidic ion exchanger. ;
Das vorliegende Verfahren stellt somit eine Verbesserung des aus der GB-PS 1 110 4-66 bekannten Verfahrens dar, wobei die aus der vorgenannten Patentschrift bekannte Extraktion von Lysozym auf Eiweiß angewendet wird, das zuvor durch Ultrafiltration 2- bis 3fach konzentriert wurde.The present process thus represents an improvement of the process known from GB-PS 1 110 4-66, the process known from US Pat aforementioned patent known extraction of lysozyme is applied to protein, which previously by ultrafiltration 2- to Was concentrated 3 times.
Im erfindungsgemäßen Verfahren kann weiterhin die bei der Elution des Ionenaustauschers erhaltene wäßrige Lysozymlösung konzentriert werden, v/obei das Konzentrieren auch durch Ultrafiltration erfolgen kann. Auf diese V/eise wird ein beträchtlicher Teil des zum Ausfällen des Lysozyms" aus dem Eluat. benötigten Salzes, z.B. Ammoniumsulfat, eingespart.In the process according to the invention, the aqueous lysozyme solution obtained during the elution of the ion exchanger can also be concentrated v / obei the concentration can also be done by ultrafiltration. In this way a considerable part of the the salt required to precipitate the lysozyme "from the eluate, e.g. ammonium sulfate, is saved.
Es ,wird ferner darauf hingewiesen, daß bei den bekannten Verfahren das Lysozym fast immer in der letzten Stufe aus wäßrigen Lösungen durch Zugabe von Salzen ausgefällt wird, wodurch" eine gewisse Menge dieser Salze, z.B. natriumchlorid, in Endprodukt ver-It is also pointed out that in the known methods the lysozyme almost always in the last stage from aqueous solutions is precipitated by adding salts, whereby "a certain amount of these salts, e.g. sodium chloride, is converted into the end product
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bleibt. Ira erfindungsgemäßen Verfahren gelingt es hingegen, Lysozym mit einem sehr niedrigen Salzgehalt herzustellen, wenn die Lysozymlösung vor dem Trocknen einer Ultrafiltration unterworfen wird.remain. Ira method according to the invention, however, succeeds Produce lysozyme with a very low salt content if the lysozyme solution is subjected to ultrafiltration before drying will.
Die Ultrafiltration ist bereits in großem Umfang z.B. in der Zuckerraffination zum Konzentrieren von Lösungen und in der Abwasserreinigung verwendet worden. Ultrafiltration is already being used on a large scale, e.g. in sugar refining has been used for concentrating solutions and in wastewater purification.
Eiweiß enthält Proteine mit niedrigen Molekulargewichten, wie Lysozym, und mit sehr viel höheren Molekulargewichten, wie Ovalbumin, Conalbumin, Ovomucoid und Avidin. Diese Proteine sind in einem wäßrigen Medium gelöst, das ferner Verbindungen mit sehr viel niedrigeren Molekulargewichten, v/ie Glucose, und anorganische Ionen enthält.Egg white contains proteins with low molecular weights, such as lysozyme, and proteins with much higher molecular weights, such as Ovalbumin, conalbumin, ovomucoid and avidin. These proteins are dissolved in an aqueous medium that also contains compounds with much lower molecular weights, v / ie glucose, and contains inorganic ions.
Das Eiweiß kann in Abhängigkeit von der verwendeten Membran, dem angewendeten Druck und der Zahl der Umläufe bis auf das 3fache oder noch höher konzentriert werden, wobei der Lysozymgehalt des Eiweißes auf 0,9 Prozent oder mehr ansteigt.Depending on the membrane used, the protein can the applied pressure and the number of circulations can be concentrated up to 3 times or more, the lysozyme content of protein increases to 0.9 percent or more.
Vorstehend wurden bereits einige der durch das Vermindern des ursprünglichen Eiweißvolumens erreichten Vorteile beschrieben. Ein weiterer, noch bedeutenderer Vorteil ist, daß bei der erfindungsgemäßen Ultrafiltration ein großer Teil der Glucose, die das Braunwerden des getrockneten Eiweißes verursacht, entfernt wird. Das zurückbleibende konzentrierte Eiweiß, das nicht mit toxischen oder ungenießbaren Verbindungen verunreinigt ist, kann unter beträchtlicher Wärmeeinsparung getrocknet oder nach anderen Verfahren v/eiter verarbeitet werden, wobei ein für I*utterzwecke verwendbares Nebenprodukt erhalten wird.Some of the advantages achieved by reducing the original protein volume have already been described above. Another, even more important advantage is that in the ultrafiltration according to the invention, a large part of the glucose, the causing the dried egg white to turn brown, is removed. The remaining concentrated protein that is not with contaminated with toxic or inedible compounds, can be dried with considerable heat saving or after other procedures can be processed, with one for purposes of use usable by-product is obtained.
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Im erfindungsgemäßen Verfahren sind als semipermeable Membranen insbesondere aus organischen Polymerisaten, z.B. aus Vinyl- und Acry!polymerisaten, bestehende Membranen bevorzugt. Es können jedoch auch zahlreiche andere Kembranarten verwendet werden, ■ vorausgesetzt, daß sie eine solche Porengröße auf v/eisen, "bei der Proteine, einschließlich Lysozym, zurückgehalten werden, während V/asser, Glucose und anorganische Ionen die Membran passieren.In the process according to the invention, the semipermeable membranes are in particular made of organic polymers, e.g. made of vinyl and Acrylic polymers, existing membranes preferred. It can however, numerous other types of membrane can also be used, ■ provided that they have such a pore size, "at the Proteins, including lysozyme, are retained while water, glucose and inorganic ions pass through the membrane.
Die Beispiele erläutern die Erfindung.The examples illustrate the invention.
52 kg natives Eiweiß werden mit verdünnter Salzsäure oder Essigsäure auf pH 6 bis 7 eingestellt und dann durch Ultrafiltration bis auf einen Lysozymgehalt von et v/a 0,9 bis 1,5 Gewichtsprozent konzentriert. Die so erhaltene konzentrierte Lösung wird mit 15 Liter eines auf pH 6,5 eingestellten schwach sauren Ionenaustauschers ("Amberlite" IRG-5Ö) behandelt. Die Temperatur des Gemisches wird auf 0 bis· 5°C gehalten, bis die Lysozymkonzentration in dem Eiweißkonzentrat auf 100 bis 150 meg/ ml gefallen ist. Der Ionenaustauscher wird abgetrennt und mit V/asser und anschließend mit einem 0,2 m Natriumphosphat-Puffer mit einem pH-Wert von 6,5 gewaschen, bis kein proteinhaltiges-Material mehr eluiert wird. Sadann wird das 'Lysozym mit einer 8gewichtsprozentigen Ammoniumsulfatlösung eluiert. Die erhaltene Losung wird dann durch Ultrafiltration konzentriert. Die konzentrierte Lösung wird mit Ammoniumsulfat bis zu einer Konzentration von etwa 4-0 Gewichtsprozent versetzt, wobei das Lysozym vollständig ausfällt.52 kg of native protein are adjusted to pH 6 to 7 with dilute hydrochloric acid or acetic acid and then concentrated by ultrafiltration to a lysozyme content of 0.9 to 1.5 percent by weight. The concentrated solution obtained in this way is treated with 15 liters of a weakly acidic ion exchanger ("Amberlite" IRG-50) adjusted to pH 6.5. The temperature of the mixture is maintained at 0 to 5 ° C until the lysozyme concentration in the protein concentrate has dropped to 100 to 150 meg / ml. The ion exchanger is separated off and washed with water / water and then with a 0.2 M sodium phosphate buffer with a pH of 6.5 until no more protein-containing s- material is eluted. The lysozyme is then eluted with an 8 percent strength by weight ammonium sulfate solution. The resulting solution is then concentrated by ultrafiltration. The concentrated solution is mixed with ammonium sulfate up to a concentration of about 4-0 percent by weight, the lysozyme completely precipitating out.
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Beispiel 2Example 2
Zur Herstellung von Lysozym-hydrochlorid wird das in Beispiel 1 beschriebene Verfahren wiederholt. Das ausgefallene Lysozym wird in l/asser durch Zugabe von ,Salzsäure bis- zu pH 3>3 gelöst. Die Lösung v/ird zur Abtrennung des unlöslichen Materials filtriert, und das Lysozym-hydrochlorid wird sodann durch Zugabe einer wäßrigen Natr-iumchloridlosung ausgefällt.For the production of lysozyme hydrochloride, the procedure described in Example 1 described procedure repeated. The precipitated lysozyme is dissolved in water by adding hydrochloric acid up to pH 3> 3. the Solution is filtered to separate the insoluble material, and the lysozyme hydrochloride is then added by adding a aqueous sodium chloride solution precipitated.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
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