DE3936802A1 - High mol. wt. forms of amine-contg. coenzyme prodn. - by reacting coenzyme with bis:oxiranyl cpd. and macro:molecule, giving regeneratable prods. for use in continuous enzymatic processes - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von molekulargewichtsvergrößertem, funktionellen Amin-Stickstoff enthaltendem Coenzym (A) durch Ankopplung an ein mit Epoxygruppen reagierende funktionelle Gruppen aufweisendes Makromolekül (B) über eine Bisoxiranylver bindung (C) als Kopplungsmittel.The invention relates to a method of manufacture of molecular weight-increased, functional Coenzyme (A) containing amine nitrogen by coupling to a functional group reacting with epoxy groups Macromolecule (B) via a bisoxiranylver bond (C) as a coupling agent.
Die industrielle Anwendung von cofaktor-abhängigen Enzymen in kontinuierlichen Prozessen erfordert die Regenerierung des Cofaktors. Neben der nichtenzymatischen Regenerierung, die eine niedrige Effizienz aufweist, stehen die Bemühungen, die enzymatische Regene rierung in einem kontinuierlichen Prozeß zu ermöglichen. Hierzu werden molekulargewichtsvergrößerte Cofaktoren wie NAD, NADP, ATP benötigt.The industrial application of cofactor-dependent Enzymes in continuous processes require that Regeneration of the cofactor. In addition to the non-enzymatic Regeneration that has low efficiency there are efforts to enzymatic rain enable in a continuous process. For this purpose, molecular weight increased cofactors like NAD, NADP, ATP needed.
Es sind daher bereits Verfahren bekannt, Coenzyme an Makromoleküle, insbesondere an wasserlösliche Polymere wie Polyethylenglykol (PEG) anzukoppeln.Methods are therefore already known for using coenzymes Macromolecules, especially on water-soluble polymers how to couple polyethylene glycol (PEG).
So wird bereits von P. Zappeli u. a. [Eur. J. Biochem. 54 (1975) 475-82] ein Verfahren beschrieben, nach dem NAD mit 3,4-Epoxybuttersäure umgesetzt und nach Reduktion und Dimroth-Umlangerung an Aminohexyl-Sepharose gekoppelt wird. P. Zappeli u. a. [Eur. J. Biochem. 54 (1975) 475-82] described a method according to which NAD reacted with 3,4-epoxybutyric acid and after reduction and Dimroth rearrangement coupled to aminohexyl Sepharose becomes.
Nach K.-L. Schmidt u. a. [J. Biochem. 67 (1976) 295-302] wird epoxy-aktivierte Sepharose durch Umsetzung von Sepharose 6 B mit 1,4-Butanoldiol-diglycidylether erhalten, die dann mit NAD zum direkt an Sepharose gekoppelten Coenzym umgesetzt wird.According to K.-L. Schmidt u. a. [J. Biochem. 67 (1976) 295-302] becomes epoxy-activated Sepharose by implementation of Sepharose 6 B with 1,4-butanol diol diglycidyl ether get that then with NAD to go directly to Sepharose coupled coenzyme is implemented.
Eine analoge Kopplung von NAD an Alginsäure mittels Diepoxyoctan wird von R. W. Coughlin u. a. [Biotechn. Bioeng. 18 (1976) 199-208] vorgeschlagen, bei der Alginsäure mit der Bisoxiranylverbindung umgesetzt und dann mit NAD zur Reaktion gebracht wird.An analog coupling of NAD to alginic acid using Diepoxyoctan is from R. W. Coughlin et al. a. [Biotechn. Bioeng. 18 (1976) 199-208] for alginic acid reacted with the bisoxiranyl compound and then is reacted with NAD.
Einen anderen Weg gehen C. W. Fuller u. a. bzw. F. Le Goffic u. a. [Eur. J. Biochem. 103 (1980) 421-30 bzw. 108 (1980) 143-8] die Coenzym an ein polymerisierbares, Monomeres auf Acrylatbasis über Epoxypropylgruppen ankoppeln und anschließend eine Copolymerisation vornehmen.C. W. Fuller u. a. or F. Le Goffic et al. a. [Eur. J. Biochem. 103 (1980) 421-30 and 108 (1980) 143-8] the coenzyme to a polymerizable, Acrylate-based monomer via epoxypropyl groups couple and then carry out a copolymerization.
Neben diesen vornehmlich für chromatographische Zwecke entwickelten Verfahren wird auch in der DE-PS 28 41 414 ein Verfahren zur Erzeugung von molekulargewichtsvergrößertem Coenzym beschrieben, bei dem das Coenzym mit einem Alkylierungsmittel, insbesondere Ethylenimin umgesetzt und dann mit einem Makromolekül, insbesondere einem Polysaccharid oder Polyethylenglykol zur Reaktion gebracht und schließlich einer Dimroth-Umlagerung unterworfen wird. Eine etwas abgewandelte Verfahrensweise wird in der DE-OS 36 17 535 beschrieben, nach der an schließend an die Umsetzung des Coenzyms mit Ethylenimin eine Umlagerung vorgenommen wird und dann erst die Ankopplung an das Makromolekül erfolgt.In addition to these primarily for chromatographic purposes Process developed is also in DE-PS 28 41 414 a process for the production of increased molecular weight Coenzyme described, in which the coenzyme with an alkylating agent, especially ethyleneimine implemented and then with a macromolecule, in particular a polysaccharide or polyethylene glycol for the reaction brought and finally subjected to a Dimroth rearrangement becomes. A somewhat modified procedure is described in DE-OS 36 17 535, according to following the reaction of the coenzyme with ethyleneimine a stock transfer is made and only then Coupling to the macromolecule takes place.
Die vorstehend genannten Umsetzungen sind relativ langwierig und umständlich und hinsichtlich der erzielten Produkte nicht voll überzeugend.The above-mentioned implementations are relatively lengthy and cumbersome and in terms of the achieved Products not completely convincing.
Ziel der Erfindung ist daher ein Verfahren zur Herstellung von molekulargewichtsvergrößertem Coenzym, das weniger zeitraubend und relativ einfach ist und zu Produkten führt, die hinsichtlich der biologischen Aktivität an die freien Cofaktoren heranreichen.The aim of the invention is therefore a method for the production of molecular weight-increased coenzyme, the is less time consuming and relatively easy and too Products that are organic Reach activity at the free cofactors.
Das zu diesem Zweck entwickelte erfindungsgemäße Ver fahren der eingangs genannten Art ist dadurch gekennzeichnet, daß man das Coenzym (A) mit einem Überschuß an Bisoxiranylverbindung (C) zur Reaktion bringt und das gebildete Reaktionsprodukt mit dem Makromolekül (B) umsetzt.The Ver according to the invention developed for this purpose driving of the type mentioned is characterized in that the coenzyme (A) with an excess Bisoxiranylverbindung (C) brings and the formed reaction product with the macromolecule (B) implements.
Eine Kopplung von aminogruppenhaltigen Verbindungen wie Proteinen, Peptiden und Aminosäuren an Agarose mit Hilfe von 1,4-Butandiol-diglycidylether wurde zwar bereits 1974 von L. Sundberg u. a. [J. Chromatogr. 90 (1974) 87-98] beschrieben, aber auch hier wurde zunächst Agarose mit der Bisoxiranylverbindung umgesetzt und das Reaktionsprodukt dann mit der aminogruppenhaltigen Verbindung zur Reaktion gebracht.Coupling of amino group-containing compounds such as Proteins, peptides and amino acids on agarose with With the help of 1,4-butanediol diglycidyl ether already in 1974 by L. Sundberg u. a. [J. Chromatogr. 90 (1974) 87-98], but here too was first Agarose implemented with the bisoxiranyl compound and that Then reaction product with the amino group-containing Connection brought to reaction.
Gemäß der Erfindung wird demgegenüber zunächst das Coenzym mit der Bisoxiranylverbindung umgesetzt, die im Überschuß verwendet wird, so daß eine Kopplung von Coenzymmolekülen miteinander weitgehend unterdrückt wird. Die überschüssige Bisoxiranylverbindung kann in Anbetracht der erheblichen Löslichkeitsunterschiede des umgesetzten Coenzyms einerseits im Vergleich zur Bis oxiranylverbindung andererseits sehr einfach aus dem Reaktionssystem entfernt werden, jedoch besteht keine dringende Notwendigkeit dies zu tun, da nicht umgesetzte Bisoxiranylverbindung die weitere Umsetzung mit dem Makromolekül nicht stört, soweit kein definiertes Produkt angestrebt wird, sondern vielmehr eine Molekular gewichtsvergrößerung des Coenzyms im Hinblick auf kon tinuierliche enzymatische Umsetzungen (z. B. in einem Enzymmembranreaktor), bei denen die Rückhaltung des Coenzyms im Reaktionsraum ab einer gewissen Mindestgröße des angekoppelten Makromoleküls erreicht wird.In contrast, according to the invention, this is first Coenzyme with the bisoxiranyl compound implemented in Excess is used, so that a coupling of Coenzyme molecules largely suppressed together becomes. The excess bisoxiranyl compound can be in In view of the considerable differences in solubility of the implemented coenzyme on the one hand compared to the bis oxiranyl compound on the other hand very simply from the Reaction system are removed, but there is none urgent need to do so as not implemented Bisoxiranyl compound the further implementation with the Macromolecule does not interfere, unless a defined product is sought, but rather a molecular weight increase of the coenzyme with regard to con continuous enzymatic reactions (e.g. in a Enzyme membrane reactor), in which the retention of the Coenzymes in the reaction space from a certain minimum size of the coupled macromolecule is reached.
Die in der zweiten Stufe durchgeführte Ankopplung des Makromoleküls erfolgt ebenfalls vorzugsweise unter Zugabe überstöchiometrischer Mengen an Makromolekül, die eine praktisch vollständige Einbindung des Coenzyms in das molekülvergrößerte Produkt sicherstellt.The coupling of the Macromolecule is also preferably under Adding superstoichiometric amounts of macromolecule, which is a practically complete integration of the coenzyme in the molecule-enlarged product.
Vorzugsweise wird bei relativ niedriger Temperatur, insbesondere Zimmertemperatur gearbeitet und bei pH- Werten, die im Bereich von 7 bis 11 liegen, je nach Reaktivität des anzukoppelnden Coenzyms, wobei niedrigere pH-Werte bevorzugt sind, um eine evtl. Hydrolyse des Makromoleküls zu vermeiden.Preferably at a relatively low temperature, worked in particular at room temperature and at pH Values that range from 7 to 11 depending on Reactivity of the coenzyme to be coupled, lower pH values are preferred to prevent hydrolysis to avoid the macromolecule.
In praxi wird eine Coenzymlösung in Phosphatpuffer des gewünschten pH-Werts mit der Bisoxiranylverbindung versetzt und das Reaktionsgemisch etwa 1 Stunde bis 1 Tag lang bei Zimmertemperatur geschüttelt. Das in der wäßrigen Phase verbleibende oxiranylhaltige Coenzym wird dann mit dem Makromolekül, wie insbesondere wasser löslichem Makromolekül (z. B. PEG) versetzt und die Lösung wiederum einige Stunden lang bei Zimmertemperatur gerührt. Bevorzugt wird dabei Amino-PEG verwendet. Eine Zugabe von NaBH₄ ist förderlich aber nicht notwendig.In practice, a coenzyme solution in phosphate buffer of the desired pH with the bisoxiranyl compound added and the reaction mixture about 1 hour to 1 day long shaken at room temperature. That in the aqueous phase remaining oxiranyl-containing coenzyme is then with the macromolecule, such as water in particular soluble macromolecule (e.g. PEG) and the Solution again at room temperature for a few hours touched. Amino-PEG is preferably used. A The addition of NaBH₄ is beneficial but not necessary.
Die gesamte Herstellung dauert einschließlich der Reinigungs- und Trennoperation etwa 1 bis 1 1/2 Tage und führt zu einer praktisch 100%igen Einkopplung des Coenzyms mit ausreichender Bioaktivität.The entire manufacturing process, including cleaning and separation operation about 1 to 1 1/2 days and leads to a practically 100% coupling of the Coenzyme with sufficient bioactivity.
Aktivitäts- und Absorptionsmessungen an diesem Produkt sprechen dafür, daß die Kopplung überwiegend am C₆- Amin-Stickstoff erfolgt ist, so daß zusätzliche Umlagerungen, wie sie bekanntermaßen vorgesehen werden, nicht notwendig erscheinen.Activity and absorption measurements on this product indicate that the coupling is predominantly at the C₆ Amine nitrogen has occurred, so that additional rearrangements, as is known to be provided appear necessary.
Als amingruppenhaltige Coenzyme werden insbesondere NAD, NADH, NADP, NADPH und ATP umgesetzt. Die damit gekoppelten Makromoleküle sind vorzugsweise Polyethylen glykole mit einem Molekulargewicht zwischen 2000 und 50 000.In particular, as amine group-containing coenzymes NAD, NADH, NADP, NADPH and ATP implemented. The one with it coupled macromolecules are preferably polyethylene glycols with a molecular weight between 2000 and 50,000.
Die Bisoxiranylverbindung entspricht insbesondere der FormelThe bisoxiranyl compound corresponds in particular to that formula
in der Regel ein - insbesondere linearer - aliphatischer 3- bis 12gliedriger Rest ist, beim dem ein oder mehrere C-Atome durch Sauerstoff oder Schwefelbrücken ersetzt sein können.usually an - especially linear - aliphatic 3- to 12-membered radical in which one or more C atoms replaced by oxygen or sulfur bridges could be.
Es folgen Beispiele zur Veranschaulichung der Erfindung.The following are examples to illustrate the invention.
a) Umsetzung von Coenzymen mit Bisoxirana) Implementation of coenzymes with bisoxirane
Es wurden je 13 µmol NAD (8,6 mg), NADH (9,2 mg), NADP (10,2 mg), NADPH (10,8 mg) und ATP (6,6 mg) in 1 ml 0,05 M Natriumphosphatpuffer gelöst und mit je 26 µmol Bisoxiran (4,8 µl) versetzt. Das Reaktionsgemisch wurde auf pH 11 eingestellt und über Nacht (ca. 20 Stunden) bei Zimmertemperatur geschüttelt.13 µmoles of NAD (8.6 mg), NADH (9.2 mg) and NADP were used (10.2 mg), NADPH (10.8 mg) and ATP (6.6 mg) in 1 ml 0.05 M sodium phosphate buffer dissolved and with 26 µmol each Bisoxirane (4.8 µl) added. The reaction mixture was adjusted to pH 11 and overnight (approx. 20 hours) shaken at room temperature.
b) Kopplung von Amino-PEG an die gemäß a umgesetzten Coenzymeb) Coupling of amino-PEG to those implemented according to a Coenzymes
54 µmol (1080 mg) Amino-PEG 20 000 wurden in 10 ml 0,05 M Natriumphosphatpuffer pH 11 gelöst und mit der Lösung des derivatisierten Coenzyms gemischt. Die Lösung wurde dann mit einer Spatelspitze NaBH₄ versetzt und 20 Stunden lang bei Zimmertemperatur gerührt. Anschließend erfolgt die Reinigung und die Ausbeutebestimmung des Produktes über Gelchromatographie an Sephadex G 25.54 µmol (1080 mg) amino PEG 20,000 were in 10 ml 0.05 M Sodium phosphate buffer pH 11 dissolved and with the solution of the derivatized coenzyme mixed. The solution was then mixed with a spatula tip of NaBH₄ and 20 hours long stirred at room temperature. Then follows the cleaning and the determination of the yield of the product via gel chromatography on Sephadex G 25.
Die Beurteilung der Produkte erfolgte photometrisch und
enzymatisch. Dabei wurden folgende Enzyme eingesetzt:
Lactatdehydrogenase-Isoenzym 5 aus Schweinemuskel (1)
Pyruvatdecarboxylase/Alkoholdehydrogenase aus Hefe (2)
Hexokinase/Glucose-6-Phosphat-Dehydrogenase aus Hefe (3)
Alkoholdehydrogenase aus Thermoanaerobium brochii (4)The products were assessed photometrically and enzymatically. The following enzymes were used:
Pig muscle lactate dehydrogenase isoenzyme 5 (1)
Pyruvate decarboxylase / alcohol dehydrogenase from yeast (2)
Yeast hexokinase / glucose-6-phosphate dehydrogenase (3)
Thermoanaerobium brochii alcohol dehydrogenase (4)
Die Absorptionsmaxima geben einen Hinweis auf die Kopp lungsstelle am Adeninring. Die Kopplung an N₁-Stelle bewirkt ein Maximum bei 259 nm, während die Kopplung am C₆-Amin-Stickstoff ein Maximum bei 265-267 nm zeigt.The absorption maxima give an indication of the Kopp at the adenine ring. The coupling at the N₁ point causes a maximum at 259 nm, while the coupling on C₆-amine nitrogen shows a maximum at 265-267 nm.
Die Ausbeuten beziehen sich auf die eingesetzten Mengen Coenzym. The yields relate to the amounts used Coenzyme.
Bei weiteren Versuchen wurden die Reaktionsbedingungen variiert:In further experiments, the reaction conditions varies:
Drei Ansätze mit je 2,8 mmol NADH (1986 mg) wurden in 10 ml 0,05 M Natriumphosphatpuffer pH 11 gelöst, mit 5,6 mmol Bisoxiran (1,03 ml) versetzt und über Nacht geschüttelt. Zu dieser Lösung wurden die doppelte Menge Amino-PEG 20 000 (4fache Menge funktioneller Gruppen), die äquimolare Menge (2fache Anzahl funktioneller Gruppen) und die halbe Menge Amino-PEG (äquivalente Menge funktioneller Gruppen) zugegeben:Three batches, each with 2.8 mmol NADH (1986 mg) were in 10 ml of 0.05 M sodium phosphate buffer pH 11 dissolved, with 5.6 mmol of bisoxirane (1.03 ml) were added and overnight shaken. This solution was doubled Amino-PEG 20,000 (4 times the amount of functional groups), the equimolar amount (twice the number of functional Groups) and half the amount of amino-PEG (equivalent Amount of functional groups) added:
- A1: 5,6 mmol Amino-PEG 20 000 (112 g) wurden in 800 ml 0,05 M Natriumphosphatpuffer pH 11 gelöst und mit der Coenzymlösung versetzt.A1: 5.6 mmol amino-PEG 20,000 (112 g) were in 800 ml 0.05 M sodium phosphate buffer pH 11 dissolved and with added to the coenzyme solution.
- A2: 2,8 mmol Amino-PEG 20 000 (56 g) wurden in 450 ml Puffer gelöst und mit der Coenzymlösung versetzt.A2: 2.8 mmol amino-PEG 20,000 (56 g) were in 450 ml Buffer dissolved and mixed with the coenzyme solution.
- A3: 1,4 mmol Amino-PEG 20 000 (28 g) wurden in 300 ml Puffer gelöst und mit der Coenzymlösung versetzt.A3: 1.4 mmol amino-PEG 20,000 (28 g) were in 300 ml Buffer dissolved and mixed with the coenzyme solution.
Alle drei Ansätze wurden anschließend mit 16,8 mol NaBH₄ (635,5 mg) versetzt und über Nacht bei Zimmer temperatur geschüttelt. Die Kontrolle der Reaktion erfolgte über Gelchromatographie an Sephadex G 25 (Säulendurchmesser=1 cm, Höhe=30 cm). Das Produkt wurde dialysiert und anschließend lyophilisiert.All three batches were then treated with 16.8 mol NaBH₄ (635.5 mg) added and overnight at room temperature shaken. The control of the reaction was carried out via gel chromatography on Sephadex G 25 (Column diameter = 1 cm, height = 30 cm). The product was dialyzed and then lyophilized.
Die Ausbeuten lagen bei den Ansätzen A1 und A2 bei 100%,
beim Ansatz A3 bei 88%, d. h. die funktionellen Gruppen
am PEG müssen im Überschuß vorliegen, damit die Reaktion
vollständig verläuft. Die Absorptionsmaxima der Ansätze
lagen bei:
A1 264 + 340 nm
A2 264 + 338 nm
A3 267 + 340 nmThe yields were 100% for batches A1 and A2 and 88% for batch A3, ie the functional groups on the PEG must be in excess for the reaction to proceed to completion. The absorption maxima of the approaches were:
A1 264 + 340 nm
A2 264 + 338 nm
A3 267 + 340 nm
Es traten keine Absorptionserhöhungen im Bereich zwischen 300 und 310 nm auf. Daraus ist zu schließen, daß die N- 1-Stelle am Adeninring frei ist. Der Faktor A₂₆₇/A₃₄₀ 3,7 gibt einen Hinweis auf die Kopplung an N-6-Stelle. Bei den oben aufgeführten Ansätzen lag der Faktor bei 3,8.There were no increases in absorption between 300 and 310 nm. It can be concluded from this that the N- 1 position on the adenine ring is free. The factor A₂₆₇ / A₃₄₀ 3.7 gives an indication of the coupling at the N-6 point. The factor for the approaches listed above was included 3.8.
Die Konzentrationsbestimmung von NADH erfolgte mit Hilfe einer Eichengeraden mit nativem NADH bei 340 nm. Daraus ergibt sich eine Konzentration von 0,5 mmol NADH pro 1 mmol PEG bei A1 und 0,8 mmol pro 1 mmol PEG bei A2.The concentration of NADH was determined with Using an oak line with native NADH at 340 nm. This results in a concentration of 0.5 mmol NADH per 1 mmol PEG at A1 and 0.8 mmol per 1 mmol PEG at A2.
Die Aktivität des molekulargewichtsvergrößerten NADH wurde mit den Enzymen 1 und 2 gemessen. Hierzu wurden für die Enzymtests äquimolare Menge natives und mole kulargewichtsvergrößertes NADH eingewogen und die Aktivitäten unter sonst konstanten Bedingungen bestimmt.The activity of the molecular weight increased NADH was measured with enzymes 1 and 2. For this purpose for the enzyme tests equimolar amount of native and mole Weighed in NADH and the activities determined under otherwise constant conditions.
Versuche 1: Lactatdehydrogenase (1)
1250 µl NADH (0,245 mmol in Tris/HCl-Puffer pH 7,2)
250 µl Pyruvat (9,76 Mol in Tris/HCl-Puffer pH 7,2)Experiments 1: lactate dehydrogenase (1)
1250 µl NADH (0.245 mmol in Tris / HCl buffer pH 7.2)
250 µl pyruvate (9.76 mol in Tris / HCl buffer pH 7.2)
Die Reaktion wurde durch Zugabe von 5 µl Enzym gestartet und 1 min bei 340 nm verfolgt.The reaction was started by adding 5 ul enzyme and followed for 1 min at 340 nm.
Die Aktivität der Lactatdehydrogenase war mit nativer
NADH 4fach höher als mit der gleichen Menge PEG-NADH.
Versuch 2: gekoppelter Enzymtest zur Bestimmung der
Aktivität der Pyruvatdecarboxylase (PDC)
490 µl NADH (0,247 mmol in Citratpuffer pH 6)
500 µl Na-Pyruvat (39 mg in 10 ml Citratpuffer pH 6)
10 µl Alkoholdehydrogenase aus Hefe (80 U)The activity of lactate dehydrogenase was 4 times higher with native NADH than with the same amount of PEG-NADH.
Experiment 2: Coupled enzyme test to determine the activity of pyruvate decarboxylase (PDC)
490 µl NADH (0.247 mmol in citrate buffer pH 6)
500 µl Na pyruvate (39 mg in 10 ml citrate buffer pH 6)
10 µl yeast alcohol dehydrogenase (80 U)
Die Reaktion wurde durch Zugabe von 50 µl PDC gestartet und der Reaktionsverlauf bei 340 nm beobachtet.The reaction was started by adding 50 μl PDC and the course of the reaction was observed at 340 nm.
Die Alkoholdeyhydrogenase hatte die gleiche Aktivität mit PEG-NADH und nativem NADH.Alcohol dehydrogenase had the same activity with PEG-NADH and native NADH.
Dabei erfolgte die Berechnung der Aktivität nach folgender Formel:The activity was calculated according to the following Formula:
V = Testvolumen
v = Volumen der Enzymlösung
ε = molarer Extinktionskoeffizient von NADH
d = Schichtdicke der Küvette
Definition U: 1 Unit entspricht 1 µmol Substratumsatz/minV = test volume
v = volume of the enzyme solution
ε = molar extinction coefficient of NADH
d = layer thickness of the cuvette
Definition U: 1 unit corresponds to 1 µmol substrate turnover / min
Die Untersuchung des zeitlichen Verlaufs der NADH-Kopplung wurde mit unterschiedlichen pH-Werten und unter schiedlichen Amino-PEG-Konzentrationen (Molekulargewicht 20 000) durchgeführt. Bei allen Ansätzen wurden je 0,06 mmol) Bisoxiran verwendet. The investigation of the temporal course of the NADH coupling was with different pH values and below different amino PEG concentrations (molecular weight 20,000). In all batches 0.06 mmol) Bisoxiran used.
Untersuchungen zum zeitlichen Verlauf der Reaktion und der pH-Abhängigkeit bei den Coenzymen NAD, NADP, NADPH und ATP.Studies on the course of the reaction and the pH dependency for the coenzymes NAD, NADP, NADPH and ATP.
Bei weiteren Versuchen wurde der Reaktionsverlauf mit anderen Coenzymen analog zu Beispiel 3 beobachtet. Die PEG-Konzentration wurde bei diesen Ansätzen konstant gehalten. Die Konzentrationen der einzelnen Substanzen gehen aus der nachfolgenden Tabelle hervor. In further experiments, the course of the reaction was included other coenzymes were observed analogously to Example 3. The PEG concentration became constant with these approaches held. The concentrations of the individual substances are shown in the table below.
Mit den vorstehend aufgeführten Produkten wurden Enzymtests
durchgeführt:
NAD (Enzym 1) zeigte bei allen pH-Werten Aktivität,
NADP (Enzym 3) war bei den Ansätzen mit pH 7 und 9
aktiv,
NADPH (Enzym 4) und ATP (Enzym 3) zeigt bei allen
Ansätzen Aktivität.Enzyme tests were carried out on the products listed above:
NAD (enzyme 1) showed activity at all pH values,
NADP (enzyme 3) was active in the batches with pH 7 and 9,
NADPH (enzyme 4) and ATP (enzyme 3) show activity in all batches.
12,5 µmol NADH (8,9 mg) wurden in 1 ml 0,05 M Natrium phosphatpuffer pH 11 gelöst, mit 25 µmol Bisoxiran (4,6 µl) versetzt und über Nacht geschüttelt. Das Reaktions gemisch wurde zu einer Lösung aus 25 µmol (500 mg) PEG in 10 ml 0,05 M Natriumphosphatpuffer pH 11 gegeben. Die Lösung wurde mit einer Spatelspitze NaBH₄ versetzt.12.5 µmol of NADH (8.9 mg) was dissolved in 1 ml of 0.05 M sodium phosphate buffer pH 11 dissolved, with 25 µmol bisoxirane (4.6 µl) spiked and shaken overnight. The reaction mixture was made into a solution of 25 µmol (500 mg) PEG added to 10 ml of 0.05 M sodium phosphate buffer pH 11. The solution was mixed with a spatula tip of NaBH₄.
Die Ausbeute lag nach 2 Std. bei 58%; 30 Std. bei 64%.The yield was 58% after 2 hours; 30 hours at 64%.
Drei Ansätze mit je 31 µmol (22 mg) NADH wurden in 1 ml 0,05 M Natriumphosphatpuffer pH 11 gelöst, mit 62 µmol (11,4 µl) Bisoxiran versetzt und 20 Stunden geschüttelt:Three batches, each with 31 µmol (22 mg) NADH were in 1 ml 0.05 M sodium phosphate buffer pH 11 dissolved, with 62 µmol (11.4 µl) Bisoxiran added and shaken for 20 hours:
-
A: 69,2 mg Chitosan 70 000 (2-Amino-2-deoxy-(1,4)-β-D-
glucopyranan; 0,39 mMol Amino-Gruppen) wurden durch
Erwärmen im Sauren gelöst und die Coenzymlösung
zugegeben.
Die Ausbeute betrug nach 24 Std. 63%. A: 69.2 mg of chitosan 70,000 (2-amino-2-deoxy- (1,4) -β-D-glucopyranan; 0.39 mmol amino groups) were dissolved in acid by heating and the coenzyme solution was added.
The yield was 63% after 24 hours. -
B: 62,7 mg Chitosan 750 000 (0,35 mMol Amino-Gruppen)
wurden durch Erwärmen im Sauren gelöst und mit
Coenzymlösung versetzt.
Die Ausbeute betrug 24 Std. 40%.B: 62.7 mg of chitosan 750,000 (0.35 mmol amino groups) were dissolved by heating in acid and mixed with coenzyme solution.
The yield was 40% for 24 hours. -
C: 59 mg Chitosan 2 000 000 (0,33 mMol Amino-Gruppen)
wurden wie unter B mit Coenzymlösung umgesetzt.
Die Ausbeute betrug nach 2 Std. 43%.C: 59 mg chitosan 2,000,000 (0.33 mmol amino groups) were reacted with coenzyme solution as under B.
The yield was 43% after 2 hours.
Das beigefügte Kurvenbild zeigt einen Vergleich zwischen nativem Coenzym und molekulargewichtsvergrößertem Coenzym am Beispiel NADP.The attached graph shows a comparison between native coenzyme and molecular weight-increased coenzyme using the example of NADP.
Aus dem Michaelis-Mengen-Plot (Enzymaktivität in Ab hängigkeit von der Coenzymkonzentration) geht hervor, daß die Aktivität von Alkoholdehydrogenase aus Thermo anaerobium brochii (Enzym) durch die erfindungsgemäße Molekulargewichtsvergrößerung des Coenzyms nicht beeinträchtigt wird.From the Michaelis quantity plot (enzyme activity in Ab dependence on the coenzyme concentration) that the activity of alcohol dehydrogenase from Thermo anaerobium brochii (enzyme) by the invention Molecular weight increase of the coenzyme was not affected becomes.
Claims (9)
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE3936802A DE3936802A1 (en) | 1989-11-04 | 1989-11-04 | High mol. wt. forms of amine-contg. coenzyme prodn. - by reacting coenzyme with bis:oxiranyl cpd. and macro:molecule, giving regeneratable prods. for use in continuous enzymatic processes |
Applications Claiming Priority (1)
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DE3936802A DE3936802A1 (en) | 1989-11-04 | 1989-11-04 | High mol. wt. forms of amine-contg. coenzyme prodn. - by reacting coenzyme with bis:oxiranyl cpd. and macro:molecule, giving regeneratable prods. for use in continuous enzymatic processes |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1994029331A1 (en) * | 1993-06-11 | 1994-12-22 | Sloan-Kettering Institute For Cancer Research | Nicotinamide ribonucleotide isosters, isosteric nad analogues. their syntheses and use in treatments of alcoholism and neoplastic diseases |
EP1352957A1 (en) * | 2002-04-08 | 2003-10-15 | Resindion S.R.L. | Carriers for covalent immobilization of enzymes |
-
1989
- 1989-11-04 DE DE3936802A patent/DE3936802A1/en not_active Withdrawn
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1994029331A1 (en) * | 1993-06-11 | 1994-12-22 | Sloan-Kettering Institute For Cancer Research | Nicotinamide ribonucleotide isosters, isosteric nad analogues. their syntheses and use in treatments of alcoholism and neoplastic diseases |
US5569650A (en) * | 1993-06-11 | 1996-10-29 | Sloan-Kettering Institute For Cancer Research | C-nucleoside isosters of analogs thereof and pharmaceutical compositions |
US5658890A (en) * | 1993-06-11 | 1997-08-19 | Sloan-Kettering Institute For Cancer Research | C-nucleoside isostere of nicotinamide adenine dinucleotide, analogs thereof and use as anti-cancer agent |
US5700786A (en) * | 1993-06-11 | 1997-12-23 | Sloan-Kettering Institute For Cancer Research | Analogues of adenosine 5'diphosphate and pharmaceutical compositions thereof |
EP1352957A1 (en) * | 2002-04-08 | 2003-10-15 | Resindion S.R.L. | Carriers for covalent immobilization of enzymes |
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