DE2430128C3

DE2430128C3 - Verfahren zur Herstellung trägergebundener Polypeptide

Info

Publication number: DE2430128C3
Application number: DE2430128A
Authority: DE
Inventors: Klaus Dr. 6101 Rossdorf Lehmann; Waldemar 6100 Darmstadt Schleier
Original assignee: Roehm GmbH Darmstadt
Current assignee: Roehm GmbH Darmstadt
Priority date: 1974-06-22
Filing date: 1974-06-22
Publication date: 1981-11-05
Also published as: DE2430128B2; BE830479A; DE2430128A1; CH596234A5; FR2275482B1; FR2275482A1

Description

Trägergebundene Polypeptide werden in verschiedenen biochemischen Prozessen, sowie für medizinische, diagnostische und analytische Methoden und ähnliche Zwecke eingesetzt. Zu ihrer Herstellung verwendet man in der Regel Trägermoleküle mit reaktiven Gruppen, die sich mit korrespondierenden Gruppen der Polypeptide umsetzen (DE-AS 1695662). Die reaktiven Gruppen sind in allen Fällen gegenüber Wasser empfindlich; sie gehen daher zu einem erheblichen Anteil bei der Umsetzung mit dem in Wasser gelösten Polypeptid durch Hydrolyse verloren. Andere Nachteile der bekannten reaktiven Trägerverbindungen können im Einzelfall darin liegen, daß Polypeptide unter weitgehendem Verlust ihrer biologischen Aktivität gebunden werden oder daß überhaupt nur eine sehr geringe Menge an Polypeptid in biolo-

gisch aktiver Form gebunden wird.

Ein anderes bekanntes Verfahren zur Herstellung trägergebundener Polypeptide besteht darin, daß man ungesättigte Verbindungen in Gegenwart des Polypeptids radikalisch polymerisiert, wobei ein Teil des eingesetzten Polypeptids in das entstehende Polymergeriist eingeschlossen wird (Chem. Eng. News, 4. Sept. 1972, S. 17; H. Nilsson, R. u. K. Mosbach, Ref. in Chem. Abstr. 76 [1972] 123522). Ein Teil des in dieser Form gebundenen Polypeptids bleibt selbst für kleine Substratmoleküle unzugänglich und ist daher nicht biologisch aktiv. Die Ausbeute an gebundenem, biologisch aktivem Polypeptid ist bei diesem Verfahren niedrig. Die Aktivität gegenüber hochmolekularen Substraten ist in der Regel unbefriedigend.

Aus der DE-OS 2312615 ist es bekannt, Polypeptide an polymere wasserunlösliche Träger zu binden, die seitenständige Vinylsulfongruppen enthalten. Diese Gruppen reagieren mit Polypeptiden ohne Einwirkung von Katalysatoren oder Radikalen. Die überschüssigen Vinylsulfongruppen müssen nach der Bindung des Polypeptids, beispielsweise durch Umsetzung mit Aminen, desaktiviert werden, damit nicht ein nachfolgend einwirkendes Substrat ebenfalls gebunden wird. Dies erfordert eine zusätzliche Arbeitsstufe und verändert in unerwünschter Weise die chemische Natur des Trägers, insbesondere sein Verhalten gegenüber Substraten mit sauren Gruppen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung trägergebundener Polypeptide durch Umsetzung eines Polypeptids in wäßriger Lösung mit einer makromolekularen Verbindung, die wenigstens eine olefinische C = C-Doppelbindung je Molekül enthält, zu finden, das allgemein anwendbar ist, mit wasserunempfindlichen Trägerstoffen arbeitet und unmittelbar zu einem gegenüber Substratmolekülen nicht bindungsaktiven Produkt führt. Eine Lösung dieser Aufgabe wurde darin gefunden, daß man die Umsetzung in Gegenwart einer zu Radikalen zerfallenden Verbindung oder eines Redox-Systems oder in Abwesenheit radikalisch polymerisierbarer Monomerer durchführt. Bei diesem Verfahren werden die Polypeptide in meistens hoher Ausbeute und unter Erhaltung ihrer biologischen Aktivität an die makromolekulare Verbindung gebunden. Je nach dem Aufbau der verwendeten makromolekularen Trägerverbindung kann das Umsetzungsprodukt in Wasser löslich oder unlöslich sein. Es ist zwar nicht bekannt, welche chemischen Reaktionen bei der Bindung des Polypeptids im einzelnen ablaufen, jedoch spricht die weitgehende Erhaltung der biologischen Aktivität dafür, daß die Bindungsreaktion vorzugsweise nicht an den für die biologische Aktivität verantwortlichen funktioneilen Gruppen des Polypeptids angreift. Da olefinische C = C-Doppelbindungen im Regelfall gegenüber Substratmolekülen in Abwesenheit von Radikalen nicht bindungsaktiv sind, brauchen die bei der Bindung des Polypeptids nicht verbrauchten olefinischen Doppelbindungen nicht desaktiviert zu werden.

Die Bindungsreaktion des erfindungsgemäßen Verfahrens läuft möglicherweise in begrenztem Umfange auch bei dem obenerwähnten bekannten Verfahren ab, bei dem man Monomere in Gegenwart des Polypeptids radikalisch polymerisiert, sofern das Monomerengemisch zum Teil aus Verbindungen mit wenigstens zwei polymerisierbaren Doppelbindungen besteht. Sobald ein Teil dieser Monomeren polymeri-

siert ist, ist unter der Einwirkung der bei der weiteren Polymerisation auftretenden Radikale mit Bindungsreaktionen zwischen dem Polypeptid und dem bereits entstandenen Polymeren zu rechnen. Im Gegensatz zu diesem bekannten Verfahren findet die Bindungsreaktion beim Verfahren der Erfindung in Abwesenheit von radikalisch polymerisierbaren Monomeren statt, so daß der nachträgliche Einschluß eines ggf. an ein Polymermolekül gebundenen Polypeptide durch nachträglich entstandenes Polymerisat nicht möglich ist. Dadurch bleibt das gebundene Polypeptid in jedem Fall frei zugänglich. Diese freie Zugänglichkeit würde natürlich noch nicht dadurch beeinträchtigt, daß das eingesetzte Trägerpolymerisat noch geringfügige Mengen des Ausgangsmonomeren enthält. Es ist demnach ausreichend, daß das Verfahren der Erfindung in Abwesenheit radikalisch pelymerisierbarer Monomerer durchgeführt wird.

Die im Verfahren der Erfindung verwendeten makromolekularen Trägerverbindungen haben in der Regel ein Molekulargewicht von wenigstens 1000, vorzugsweise von wenigstens 10000. Eine obere Grenze besteht für das Molekulargewicht nicht, denn man kann auch vernetzte Trägerverbindungen verwenden, die ein unbestimmbar hohes Molekulargewicht haben. Die einzige Voraussetzung für die Eignung einer makromolekularen Verbindung als Trägerverbindung für das erfindungsgemäße Verfahren ist die Anwesenheit einer olefinischen C = C-Doppelbindung und deren sterische Zugänglichkeit für das in Wasser gelöste Polypeptid. Diese Zugänglichkeit kann dadurch gewährleistet sein, daß die Trägerverbindung in Form von Festkörpern mit großer Oberfläche vorliegt. Geeignete Festkörper dieser Art sind Dispersionspartikel, feine Perlpolymerisate, Fasern und Filme. Die Filme können in freier Form oder als Membran oder als Überzug auf einem anderen Körper vorliegen. Faserförmige Träger können zu Vliesen, Fäden oder Geweben gebunden sein. Die olefinischen Doppelbindungen sind für das erfindungsgemäße Verfahren noch wesentlich besser zugänglich, wenn die Trägermoleküle hydrophil sind und in Wasser von 2O⁰C auf wenigstens das Doppelte ihres Trockenvolumens anquellen. Eine Quellung auf das 5- bis 50fache des Trockenvolumens ist besonders vorteilhaft. Die Trägerverbindungen können aber auch wasserlöslich sein und ergeben nach der Bindung des Polypeptids wasserlösliche Produkte. Derartige Produkte sind häufig erwünscht, um die Stabilität, des gebundenen Polypeptide zu erhöhen oder ihr Diffusionsverhalten oder ihre Affinität gegenüber anderen Stoffen zu beeinflussen.

Obwohl die Kohlenstoffdoppelbindungen der makromolekularen Trägerverbindung auch in der Hauptkette des Polymerisats liegen kann, sind olefinische Gruppen dann besonders gut zugänglich, wenn sie als Seitengruppen und Endgruppen eines Polymermoleküls vorliegen. Die Trägerverbindungen sollen im allgemeinen wenigstens eine Kohlenstoffdoppelbindung je 50000 Molekulargewichtseinheiten enthalten. Man kann diese olefinischen Gruppen nachträglich in ein fertiges Polymerisat einbringen, indem man es mit einer niedermolekularen Verbindung umsetzt, die sowohl eine olefinische Doppelbindung als auch eine gegenüber der makromolekularen Verbindung reaktive Gruppe enthält. Zum Beispiel kann man Cellulose, Polyvinylalkohol oder einen Polyhydroxyalkylester einer ungesättigten polymerisierbaren

Säure mit Maleinsäureanhydrid, Acryl- oder Methacrylsäureanhydrid, Acryl- oder Methacrylsäurechlorid, Hydroxyalkylamiden der Acryl- oder Methacrylsäure, Glycidylacrylat oder -methacrylat, Vinylisocyanat und ähnlichen Verbindungen umsetzen. Gleichzeitig kann in an sich bekannter Weise das Polymere mit geeigneten bifunktionellen Verbindungen versetzt werden. Auch andere bekannte Methoden zur Erzeugung von olefinischen Doppelbindungen, wie z. B. die Abspaltung von Wasser aus hydroxylgruppenhaltigen Polymeren, können zur Herstellung von ungesättigten Polymeren für das Verfahren der Erfindung herangezogen werden. Vorzugsweise ist die makromolekulare Verbindung ein Mischpolymerisat aus verschiedenen Vinylverbindungen, von denen wenigstens eine zwei oder mehr C = C-Doppelbindungen enthält. Ein Anteil von 0,2 bis 20 Mol-% von derartigen Monomeren an dem zugrundeliegenden Monomerengemisch ist besonders vorteilhaft. Monomere mit zwei Doppelbindungen führen, insbesondere wenn es sich um gleichartige C = C-Doppelbindungen handelt, schon bei der Herstellung des Polymerisats zur Vernetzung, was in der Regel erwünscht ist. Monomere mit zwei oder mehr gleichartigen C = C-Doppelbindungen sind z. B. Methylen-bis-acrylamid oder -methacrylamid, Diacrylate oder Dimethacrylate von Glykolen, Diglykoläthern, Triglykoläthern usw., Butadien, Divinylbenzc.\, Diallylphthalat oder Triallylcyanurat. Unter diesen Verbindungen sind diejenigen mit zwei oder mehr Allylgruppen besonders geeignet, weil die Allylgruppen weniger reaktiv sind und dadurch zu Polymerisaten führen, die neben einer verhältnismäßig kleinen Zahl von Vernetzungsstellen eine große Zahl von seitenständigen Allylgruppen enthalten. Butadien verhält sich ähnlich. Vorteilhaft ist auch der Einbau von Verbindungen mit zwei unterschiedlichen C = C-Doppe'ibindungen, wie z. B. Allylacrylat, Allylmethacrylat, Vinylacrylat oder Vinylmethacrylat; auch hier wird vorwiegend nur eine Doppelbindung, nämlich die des Acryl- oder Methacrylsäurerestes, einpolymerisiert, während die andere größtenteils als olefinische Seitengruppe bestehen bleibt.

Im übrigen können die Vinylpolymerisate aus beliebigen anderen radikalisch polymerisierbaren Monomeren aufgebaut sein. Ausgesprochen hydrophobe Monomere können sich jedoch nachteilig auswirken. Wenn die Trägerverbindung in fester Form angewendet werden soll, sind niedere Ester der Acryl- und Methacrylsäure, Vinylester niederer Carbonsäuren, Acryl- oder Methacrylnitril oder niedere Olefine geeignete Comonomere. Vorzugsweise sind die Mischpolymerisate überwiegend aus hydrophilen, d. h. wasserlöslichen Monomeren aufgebaut. Beispiele für diese Monomeren sind Acryl- und Methacrylamid, Hydroxyalkylester der Acryl- oder Methacrylsäure, diese Säuren selbst sowie ihre Alkali- und Ammoniumsalze, Aminoalkylester der Acryl- oder Methacrylsäure mit tertiären Aminogruppen oder die daraus hergestellten Salze oder quartären Ammoniumverbindungen, Vinylpyrrolidon, Vinylimidazol usw. Mit Vorteil bilden wasserlösliche Monomere einen Anteil von mehr als 50% der neben den Verbindungen mit zwei Doppelbindungen am Aufbau des Trägerpolymerisats beteiligten Monomeren. Diese bevorzugten Polymerisate zeichnen sich durch eine hohe Quellbarkeit aus, sofern sie nicht zu stark vernetzt sind. Es ist daher weiterhin bevorzugt, die Vernetzung durch geeignete Wahl der Art und Menge der mehrfach un-

gesättigten Comonomeren in solchen Grenzen zu halten, daß das Polymerisat in Wasser bei 20° C wenigstens auf das doppelte Volumen quillt.

Nicht oder nur schwach quellba^re Trägerverbindungen werden bevorzugt in Form ihrer wäßrigen Dispersionen oder in Form von Fasern oder Filmen bzw. daraus hergestellter Gebilde angewendet. Für quellbare Trägerverbindungen ist die Perlform besonders geeignet. Entsprechende Perlpolymerisate lassen sich in bereits gequollenem Zustand durch sogenannte umgekehrte Perlpolymerisation der wäßrigen Monomerenlösung in einer organischen Phase erzeugen. Wasserquellbare Polymerisate können mit Vorteil auch in Form von Überzügen auf festen Gegenständen angewandt werden.

Für die Durchführung des Verfahrens der Erfindung wird die Trägerverbindung mit der wäßrigen Lösung des Polypeptide in Berührung gebracht. Das Mengenverhältnis des zu bindenden F'olypeptids zu der eingesetzten löslichen oder quellbaren Trägerverbindung soll vorzugsweise im Bereich von 1:1000 bis 1:1 liegen.

Radikale werden vorzugsweise mit Hilfe eines Redoxsystems bei Temperaturen zwischen 0 und 60° C erzeugt. Redoxsysteme bestehen aus einem Oxydationsmittel, einem Reduktionsmittel und vorzugsweise einem Schwermetall ion als Katalysator. Redoxsysteme sind ausführlich in Houben-Weyl, Band 14/1, Seiten 263-297, beschrieben und können z. B. aus folgenden Kombinationen bestehen:

- Natriumdisulfit / Ammoniumperoxidif-ulfat / Silbernitrat,

- Rongalit / Ammoniumperoxidisulfat/ Eiscn-II-Sulfat,

- Natriumhydrogensulfit / Natriumhypochlorit,

- Titan-(III)-chlorid / Hydroxylamin,

- Triäthanolamin / Natriumperoxidlisulfat.

Eine hohe Ausbeute an gebundenem Polypeptid läßt sich erreichen, wenn je Gramm des Polypeptids etwa 0,001-0,1 Äquivalente an Radikalbildnern eingesetzt werden. In entsprechender Menge sind das Oxydations- und das Reduktionsmittel des Redoxsystems einzusetzen. Anstelle eines Redoxsystems können auch bei hinreichend niedriger Temperatur zu Radikale zerfallende Verbindungen eingesetzt werden. Hierzu gehören vor allem Azoverbindungen, wie azodisulfonsaures Kalium, Diazosulfon (aktiviert mit Kupferionen), sowie Peroxide, wie Ainmoniumperoxydisulfat, Acetyl-cyclohexansulfonyJ-peroxid, Dicyclohexyl-peroxydicarbonat, tert. Butyl-permaleinat (aktiviert mit Morpholin), sowie Wasserstoffperoxid.

Die Reaktionsdauer hängt vom Radikalstrom ab. Unter Einsatz der oben angegebenen Mengen wird in 1 bis 100 Minuten eine weitgehende oder vollständige Bindung des Polypeptids erreicht. Die Bindungsgeschwindigkeit nimmt mit steigender Temperatur im allgemeinen zu, jedoch muß ein ausreichender Abstand zu der jeweiligen Inaktivierungstemperatur des Polypeptids gewahrt werden. Vorzugsweise arbeitet man zwischen 0 und 30° C.

Temperaturen über 60° C kommen nur in Ausnahmefällen in Betracht. Die Umsetzung wird zweckmäßig unter einer sauerstofffreien Atmosphäre durchgeführt.

Der Begriff »Polypeptid« ist weit zu fassen. Es fallen nicht nur wasserlösliche natürliche Eiweißkörper darunter, wie Enzyme, Antikörper, Hormone mit Proteinstruktur. Inhibitoren, sondern auch aus wenigen Aminosäureeinheiten aufgebaute natürliche oder synthetische Polypeptide, wie Dipeptide, oder Verbindungen, die nur teilweise peptidartig aufgebaut sind, wie Penicilline. Ferner kann man auch Substan- -> zen, die keine Peptidstruktur haben, mit oligomeren Peptiden umsetzen und sie über diese Gruppen an Trägermoleküle binden.

Herstellung von
,„ ungesättigten makromolekularen Verbindungen

A. In einem Rundkolben (600 ml), versehen mit Thermometer, Rührer, Rückflußkühler und N₂-Einleitungsrohr werden

1740 g n-Heptan
i. 1100g Perchloräthylen

4 g Verteiler: 50%ige Lösung eines Polymerisats der Zusammensetzung 90 TI n-Butylmethacrylat / 10 Tl 2-Trimethylammoniumäthylmethacrylat-chlorid 2(i in Dimethylformamid

vorgelegt. Unter Einleiten von Stickstoff wird bei Raumtemperatur eine Mischung aus
700 g Formamid
120 g Acrylamid
?ϊ 30 g Allylmethacrylat

1,5 g Methylen-bis-methacrylamid
1 g Benzoylperoxid

zugegeben und durch konstantes Rühren in der organischen Phase verteilt. Die Polymerisation in wird durch Zugabe von 1 g Dimethylanilin ausgelöst. Nach Sstündiger Polymerisation wird die überstehende organische Phase abdekantiert und die Perlen werden durch Zugabe von 2000 g Aceton ausgefällt, über eine Glasfritte abge-(-1 saugt, mit Aceton gewaschen, und bei ca. 40°

getrocknet. Ausbeute: 100%; feine, fast weiße Perlen.

B. Es wird analog Beispiel A gearbeitet mit dem Unterschied, daß der Monomerphase noch

in 0,15 g Eisen(III)chlorid zugesetzt werden.

C. Es wird analog Beispiel A gearbeitet mit dem Unterschied, daß der Monomerphase noch 1,5 g Eisen(III)chlorid zugesetzt werden.

D. Es wird analog Beispiel A gearbeitet mit dem r. Unterschied, daß anstelle von Allylmethacrylat

Vinylmethacrylat eingesetzt wird.

E. 0,75 Mol Acrylamid und 0,5 Mol Butadien wurden in 125 ml Äthylenglykol mit Kaliumpcrsulfat als Initiator bei 60° C im Autoklaven poly-

-,(i merisiert. Nach Entgasen, Waschen in n-Butanol

sowie Trocknen wurde ein harzartiges, sprödes Produkt gewonnen, welches mechanisch zu etwa 0,1 mm bis 0,2 mm großen Teilchen zerkleinert wurde. 1 gdes Produktes quillt in Wasser zu 19 g

,-, Feuchtprodukt. Das gequollene Produkt ist wasserunlöslich und hat die Beschaffenheit eines farblosen, hydrophilen Gels. Es enthält 6 Mol-% an olefinischen Doppelbindungen, wie durch Bromaddition ermittelt wurde.

mi F. 10 g eines Perlpoiymerisates aus Acrylamid und Glycidylacrylat und 20 ml Allyamin wurden 60 Stunden lang bei 65 ° C gehalten und danach mit Chloroform gewaschen. Anschließend wurde das Produkt über Nacht in (1,05 M Phosphatpuffer,

,,-, pH 7,5, quellen gelassen und mit Wasser phosphatfrei gewaschen. Ausbeute: 68,2 g Feuchtprodukt. Der Gehalt an olefinischen Doppelbindungen wurde mit der Bromadditionsmctnode zu

4,4 Mol-% bestimmt (bezogen auf 100 Monomereinheiten).

G. 10 g Acrylsäure-anhydrid wurden in H)OmI wasserfreiem Toluol gelöst und 1 g Azo-iso-butylrodinitril zugegeben. Nach 30minütigem Spülen mit Stickstoff wurde allmählich auf 60° C erwärmt und innerhalb 4 Stunden polymerisiert. Das ausgefallene Produkt wurde mit wasserfreiem n-Heptan entquollen und mehrfach in n-Heptan und Äther gewaschen. Ausbeute: 9,5 g. 1,26 g des Polyacrylsäure-anhydrids wurden in 40 ml wasserfreiem Dimethylformamid gelöst und unter gutem Rühren bei Raumtemperatur 118 mg Allylamin, gelöst in 10 ml Dimethylformamid, zugegeben. Anschließend wurde 24 Stunden bei Raumtemperatur im Dunkeln stehen gelassen. Dann wurden 200 ml M Phosphatpuffer (pH 8) zugegeben und über Nacht stehen gelassen. Die Lösung wurde gegen Wasser dialysiert und lyophilisiert.

Das Lyophilisat wurde in 0,2 M Phosphatpuffer und an Sephadex G 50 (0,2 M Puffer als EIutionsmittel) gelchromatographiert. Der mit dem Ausschlußvolumen eluierte Anteil wurde gegen Wasser dialysiert und lyophilisiert (ca. 80% gesamte Menge). Durch Stickstoffanalyse wurde ein Anteil von 9 Grundmol-% an Allylacrylat ermittelt. Das Produkt enthält keine Anhydridgruppen mehr.

H. In einem Rührkolben, versehen mit Thermometer, Rührer, Stickstoff-Einleitungsrohr und Rückflußkühler werden
700 g n-Heptan
700 g Perchloräthylen

0.9 g Verteiler (wie bei A)
vorgelegt. Dazu gibt man bei Raumtemperatur folgende Lösung
100 g Wasser
126 g Acrylamid
54 g 2-Hydroxyäthylmetacrylat

I gGlykoldimethacrylat

0,1 g Eisen-(III)sulfat

0.1 g Ammoniumpersulfat.
Die Monomcrphasc wird unter Rühren und Einleitcn von Stickstoff in der kontinuierlichen Heptan/Perchloräthylcn-Phase verteilt. Durch Zugabe von 4 g Seiger wäßriger schwefeliger Säure wird die Polymerisation ausgelöst. Durch Kühlung des Ansatzes wird ein Temperaturanstieg über 30° C vermieden.
Nach 4 Stunden wird die organische Phase abdekantiert, die erhaltenen Perlen mit Aceton gewaschen und 10 Stunden im Vakuum bei 35 ° C getrocknet.

J. 10 g handelsübliches Polyvinylalkohol-Granulat (Polyviol 05/20 von Wacker-Chemie) wird in einer Lösung aus 5 g Wasser, 30 g Isopropanol und 0,2 g konz. Schwefelsäure aufgeschlämmt. Das entstandene Gel wird getrocknet, etwas zerrieben und bei 100° C 20 Minuten getempert. Das Granulat ist nunmehr braun gefärbt und quillt in Wasser ohne sich zu lösen. Es enthält infolge Wasserabspaltung ungesättigte Gruppen in der Hauptkette.

Beispiele

1. Bindung von Ribonudcase-A an Pcrlpolymcrisat-A

Zu 2 g Perlen A. wurden 50 mg RNase-A (gelöst in 50 ml Wasser), 2 mg Fe₂(SO₄), (gelöst in 1 ml H₂O) gegeben und 30 Minuten lang mit Stickstoff gespült. Unter Fortsetzung der Stickstoff-Spülung wurden hintereinander zugegeben: 20 mg Ammoniumpersulfat (in 1 ml H,O) und 20 mg Natriumpyrosulfit (in 1 ml H₂O).
Nach 30 Minuten wurde das Produkt auf einer Glasfritte abgesaugt, 3mal mit 1-molarer Kochsalzlösung und 2mal mit 0,05 M Phosphatpuffer (pH 7,5) gewaschen. Feuchtausbeute: 11,7 g. Ausbeute an gebundener RNase: 68%.
Die enzymatische Aktivität der gebundenen RNase gegen Hefe-RNA (Boehringer/Mannheim, 4%) bei 37° C und pH 7,5 ist ebenso hoch wie die Aktivität freier RNase.

2. Bindung von Ribonuclease-A an Perlpolymerisat B.

Es wurde genau so umgesetzt wie bei Beispiel 1 mit dem Unterschied, daß kein Fc(SO₄)., zugegeben wurde.
Feuchtausbeute: 11,7 g
Ausbeute an gebundener RNase-A: 75%.
Aktivität der gebundenen RNase-A (RNA, 37 C, pH 7,5): 97% bez. auf freie RNase.

3. Bindung von Ribonucleasc-A an Perlpolymerisat C

Umsetzung analog Beispiel 2 mit dem Unterschied, daß die Reaktionszeit nur 15 Minuten betrug.

Feuchtausbeute: 11,6 g.
Ausbeute an geb. RNase-A: 63%.
Aktivität (RNA, 37°. pH 7.5): 100% verglichen mit freier RNase.

4. Bindung von Ribonuclease-A an Perpolymerisat D

Es wurde genau nach Beispiel 1 gearbeitet, mit dem Unterschied, daß 2 g Pcrlpolymerisat D eingesetzt wurden.

Feuchtausbeute: 13,6 g.

Ausbeute an geb. RNase: 73%

Aktivität der geb. RNase: 96% im Vergleich zum freien Enzym.

5. Bindung von Lactat-Dehydrogenase an Perlpolymerisat C

1 g Perlpolymerisat C wurde in 25 ml Wasser, enthaltend 12.5 mg Lactat-Dehydrogenase (aus Kaninchenmuskel), unter Eiskühlung suspendiert und 15 Minuten mit Stickstoff begast; dann wurden hintereinander jeweils 20 mg Ammoniumpersulfat und Natriumpyrosulfit in jeweils 1 ml Wasser zugegeben, weitere 30 Minuten Stickstoff eingeleitet und dann mit Wasser-Kochsalz-Lösung und Phosphatpuffer gewaschen.

Ausbeute: 8 g Feuchtperlen.
Aktivitätsbestimmung: 1 g Feuchtperlen und 30 ml Substrat (Pyruvat/Nicotinamid-Adenin-Dinukleotid, reduzierte Form) entsprechend der Biochemica Test Combination Boehringer, Mannheim, wurden geschüttelt und zu den Zeiten 0, 15. 30 und 60 Minuten Proben von je 2.5 ml entnommen und deren Absorption bei 340 nm gemessen. Bei einer Ausgangsextinktion von 1,350 wurde ein Ext/Min von 0,015 bei 340 nm gemessen. Die Perlen waren ohne Aktivitätsverlust wiederholt verwendbar.

6. 40 g Feuchtgel E und 100 mg Chymotrypsin

wurden in 60 ml Wasser, enthaltend 30 μ§ Fe₂(SO₄), 30 Min. mit Stickstoff gespült und dann in der bei Beispiel 1 beschriebenen Weise mit Ammoniumpersulfat und Natriumpyrosulfit umgesetzt und gewaschen.
Ausbeute: 36 g Feuchtgel.
Ausbeute an gebundenem Chymotrypsin: 40%. Aktivität (Casein, pH 8,37° C): 20% verglichen mit freiem Chymotrypsin.

7. 7 g Feuchtprodukt F und 18 ml Wasser, enthaltend 25 mg Ribonuclease-A und 2 mg Fe₂(SO₄),, wurden 15 Minuten mit Stickstoff und nach Zugabe von 1 ml wäßriger Ammoniumpersulfat-Lösung (20 mg/ml) und 1 ml wäßriger Natriumpyrosulfit-Lösung weitere 85 Minuten begast. Das Produkt wurde 3mal mit Wasser-Kochsalzlösung und 2mal mit 0,05 M Phosphatpuffer gewaschen.

Ausbeute an gebundenem Enzym: 87%.
Aktivität (RNA, 37° C, pH 7,5): 100% vergl. mit freiem Enzym.

8. 100 mg Polymeres G und 10 mg Ribonuclease-A wurden in 20 ml Wasser, enthaltend 50 μg Fe₂(SOJ₃, gelöst. Nach Spülen mit Stickstoff wurden hintereinander jeweils 10 mg Ammoniumpersulfat und Natriumpyrosulfit, gelöst in je 1 ml Wasser, zugegeben und weitere 100 Minuten lang mit Stickstoff gespült. Die Lösung wurde gegen Wasser dialysiert und lyophilisiert. Das Lyophilisat zeigte einen Proteingehalt (Folin) von 8%. Bezogen auf das freie Enzym zeigte das Produkt 47% Aktivität (RNA, 37° C, pH 7,5).

9. Es wurde in der gleichen Weise wie bei Beispiel 1 gearbeitet, jedoch wurde anstelle von Fe₂(SO-J₁, Ammoniumsulfat und Natriumpyrosulfit ein rädikalbildendes System aus 50 mg Morpholin und 50 mg tertiär-Butyl-permaleinat verwendet.

Feuchtausbeute: 12,1 g.
Ausbeute an geb. RNase: 65%.
Aktivität der geb. RNase: 77% des freien Enzyms.

10. 1 g Perlpolymerisat H wurden mit 50 mg Insulin unter Einwirkung von 2 mg Fe₂(SO₄),, 50 mg Ammoniumpersulfat und 50 mg Natrium-pyrosulfat in 50 ml Wasser umgesetzt.
Ausbeute an gebundenem Insulin: 78%.

11. 165 ml einer handelsüblichen wäßrigen Losung von Glucamylase wurden in einem Austauscher (Sephadex 625) entsalzt und auf ein Volumen von 50 ml eingeengt. 2 g Perlpolymerisat H wurden mit der Enzymlösung unter Zusatz von 2 mg Fe₂(SOJ₃, 50 mg Ammoniumpersulfat und 50 ml Natriuinpyrosulfat umgesetzt. Das Umsetzungsprodukt ist gegenüber Maltose oder Stärke enzymatisch aktiv. Eine 30%ige Dextrinlösung (30 ml) wird mit 5 g des Enzymprodukts über Nacht geschüttelt, wobei das Dextrin quantitativ zu Glucose gespalten wird. Das Enzymprodukt wurde 50mal nacheinander für die Dextrinspaltung eingesetzt und zeigte keinen Aktivitätsverlust.

12. Ig des Produktes J wurde in einer Lösung von 25 mg Ribonucleose A in 25 ml Wasser quellen gelassen. Nach Zugabe von 2 mg Fe,(SO₄)₃ in 1 ml H₂O wurde 15 Minuten Stickstoff durchgeleitet. Dann wurden hintereinander jeweils 20 mg Ammoniumpersulfat und Natriumpyrosulfit zugegeben und weiter 30 Minuten Stickstoff durchgeleitet. Das Produkt wurde mehrfach mit 1 M NaCl-Lösung und zuletzt mit 0,05 M Phosphatpuffer, pH 7,5 gewaschen.
Ausbeute an gebundener RNase: 78%.
Enzymatische Aktivität (Heferibonucleinsäure, pH 7,5,37° C): 88% der entsprechenden Menge an freier RNase.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung trägergebundener Polypeptide durch Umsetzung eines Polypeptids in wäßriger Lösung mit einer makromolekularen Verbindung, die wenigstens eine olefinische C = C-Doppelbindung je Molekül enthält, dadurch gekennzeichnet, daß man die Umsetzung in Gegenwart einer zu Radikalen zerfallenden Verbindung oder eines Redoxsystems und in Abwesenheit radikalisch polymerisierbarer Monomerer durchführt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die makromolekulare Verbindung ein Molekulargewicht von wenigstens 1000, vorzugsweise wenigstens 10000 hat.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die makromolekulare Verbindung wenigstens eine olefinische C = C-Doppelbindung je 50000 Molekulargewichtseinheiten enthält.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die makromolekulare Verbindung ein Mischpolymerisat von Vinylverbindungen ist, das zu 0,5 bis 20 Mol-% aus Monomeren mit wenigstens 2C = C-Doppelbindungen aufgebaut ist.

5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die makromolekulare Verbindung in Form von festen Teilchen, Fasern oder Filmen vorliegt.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die festen Teilchen oder Filme in Wasser bei 20° C wenigstens auf das Doppelte ihres Trockenvolumens quellen.

7. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die makromolekulare Verbindung in Wasser löslich ist.

8. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß man Radikale mittels eines Redox-Systems bei Temperaturen zwischen 0 und 60° C erzeugt.

9. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Polypeptid ein Enzym, Enzyminhibitor, Antikörper oder Hormon ist.