JPH05219952A - Carrier for fixation of enzyme - Google Patents

Carrier for fixation of enzyme

Info

Publication number
JPH05219952A
JPH05219952A JP5926992A JP5926992A JPH05219952A JP H05219952 A JPH05219952 A JP H05219952A JP 5926992 A JP5926992 A JP 5926992A JP 5926992 A JP5926992 A JP 5926992A JP H05219952 A JPH05219952 A JP H05219952A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
enzyme
carrier
functional group
compound
coupling agent
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Withdrawn
Application number
JP5926992A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Susumu Takada
進 高田
Chihiro Takahashi
千尋 高橋
Tamotsu Minagawa
保 皆川
Misako Ishiyama
三佐子 石山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
TDK Corp
Original Assignee
TDK Corp
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 TDK Corp filed Critical TDK Corp
Priority to JP5926992A priority Critical patent/JPH05219952A/en
Publication of JPH05219952A publication Critical patent/JPH05219952A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Abstract

PURPOSE:To obtain the subject carrier for fixation of an enzyme, capable of exhibiting a high activity when an enzyme is fixed thereto by bonding a coupling agent having a functional group affinitive to the enzyme and a hydrophobic functional group. CONSTITUTION:The objective carrier is obtained, e.g. by treating the surface of ferrite, kaolinite, etc., preferably having 50mum average particle diameter with a silane coupling agent composed of a compound (e.g. gamma- aminopropyltriethoxysilane) having an affinity to the enzyme and a compound (e.g. trimethoxysilane or triphenylethoxysilane) having a hydrophobia functional group.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は酵素を固定するための担
体及びその製造方法に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a carrier for immobilizing an enzyme and a method for producing the carrier.

【0002】[0002]

【従来の技術】酵素は、化学反応の開始、促進等を制御
することができる生化学的触媒であり、多くの用途に使
用されている。このような酵素を粒状の担体に担持して
安定化すれば、繰り返し使用することが可能となり、多
くの用途が期待できる。このような酵素担持担体は、例
えばアルミナ、シリカ等のセラミックス、多孔質ガラス
等の無機担体に、酵素の反応性に合わせてあらかじめカ
ルボキシル基、アミノ基、ヒドロキシル基、チオール等
の反応性有機基を導入したシランカップリング剤を結合
させ、次いで酵素側のカルボキシル基、アミノ基、アゾ
基、チオール基等の反応性の基をシランカップリング剤
の反応性有機基に反応させてアミド結合、スルホンアミ
ド結合、アゾ結合、エーテル結合、エステル結合、ジス
ルフィド結合等を形成させる(例えば、特公昭55−3
2357号、特公昭56−15231号等)。
BACKGROUND OF THE INVENTION Enzymes are biochemical catalysts that can control the initiation, promotion, etc. of chemical reactions and are used in many applications. If such an enzyme is supported on a granular carrier to be stabilized, it can be repeatedly used, and many applications can be expected. Such an enzyme-supporting carrier is, for example, a ceramic such as alumina or silica, an inorganic carrier such as porous glass, and a reactive organic group such as a carboxyl group, an amino group, a hydroxyl group, or a thiol in advance according to the reactivity of the enzyme. The introduced silane coupling agent is bonded, and then reactive groups such as carboxyl group, amino group, azo group and thiol group on the enzyme side are reacted with the reactive organic group of the silane coupling agent to form an amide bond or sulfonamide. A bond, an azo bond, an ether bond, an ester bond, a disulfide bond or the like is formed (for example, Japanese Patent Publication No. 55-3
2357, Japanese Patent Publication No. 56-15231, etc.).

【0003】[0003]

【発明が解決すべき問題点】しかしながら、従来の担体
に固定した酵素(以下固定化酵素という)はでんぷんそ
の他反応対象物質との反応性が、担体に固定しない酵素
(以下フリー酵素という)の反応性と比較して非常に低
く、通常はたかだか1%以下である。この低反応性を補
うには多量の固定化酵素を使用する必要があり、従って
例えば所定の処理能力のバイオリアクターは非常に大型
になる。
[Problems to be Solved by the Invention] However, the conventional enzyme immobilized on a carrier (hereinafter referred to as immobilized enzyme) reacts with starch and other substances to be reacted, but the reaction of an enzyme not immobilized on the carrier (hereinafter referred to as free enzyme). It is very low compared to sex, and is usually at most 1% or less. To compensate for this low reactivity it is necessary to use large amounts of immobilized enzyme, so that for example a bioreactor of a given throughput becomes very large.

【0004】従って、本発明の目的は、酵素を固定した
時に高い活性を示す酵素固定化用担体を提供することに
ある。
Therefore, an object of the present invention is to provide a carrier for immobilizing an enzyme which exhibits high activity when the enzyme is immobilized.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明は、酵素に対して
親和性のある官能基と疎水性の官能基とを有する酵素固
定用担体、特に酵素に対して親和性のある官能基と疎水
性の官能基を有するカップリング剤を結合した酵素固定
化用無機質または有機質担体により、上記の問題を解決
することが出来た。
The present invention is directed to an enzyme-immobilizing carrier having a functional group having an affinity for an enzyme and a hydrophobic functional group, particularly a functional group having an affinity for an enzyme and a hydrophobic group. The above-mentioned problems could be solved by an enzyme-immobilized inorganic or organic carrier to which a coupling agent having a functional group is attached.

【0006】ここに、カップリング剤は、酵素に対して
親和性のある官能基を有する化合物A、疎水性の官能基
を有する化合物B、及び酵素に対して親和性のある官能
基と疎水性の官能基を共に有する化合物Cの、下記の組
み合わせ(1)〜(5)の一つより選択したものであ
る。 (1)化合物AとB、(2)化合物C、(3)化合物A
とC、(4)化合物BとC、(5)化合物AとBとC。
Here, the coupling agent is a compound A having a functional group having an affinity for an enzyme, a compound B having a hydrophobic functional group, and a functional group having an affinity for an enzyme and a hydrophobic property. The compound C having both the functional groups of 1) to 1) is selected from one of the following combinations (1) to (5). (1) Compounds A and B, (2) Compound C, (3) Compound A
And C, (4) Compounds B and C, (5) Compounds A, B and C.

【0007】また、好ましくはカップリング剤がシラン
カップリング剤であり、中でも酵素に対して親和性のあ
る官能基を有する化合物Aがγ−アミノプロピルトリエ
トキシシラン、N−(2−アミノエチル)−3−アミノ
プロピルトリメトキシシラン、N−(2−アミノエチ
ル)−3−アミノプロピルジメトキシシラン、及びp−
[N−(2−アミノエチル)アミノメチル]フェネチル
トリメトキシシランより選択した1種以上であり、疎水
性の化合物Bがトリメトキシフェニルシラン、メチルト
リエトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、メチル
ジエトキシシラン、メチルジメトキシシラン、トリメチ
ルエトシキシラン、トリメチルメトキシシラン、メチル
ビニルジエトキシシラン、及びメチルビニルジメトキシ
シランより選択した1種以上であり、また3−[N−ア
リル−N(2−アミノエチル)]アミノプロピルトリメ
トキシシランであり、及び酵素に対して親和性のある官
能基と疎水性の官能基を共に有する化合物Cが3−[N
−アリル−N(2−アミノエチル)]アミノプロピルト
リメトキシシランであるものが好適であることを見いだ
した。
Preferably, the coupling agent is a silane coupling agent, and among them, the compound A having a functional group having an affinity for an enzyme is γ-aminopropyltriethoxysilane, N- (2-aminoethyl). -3-Aminopropyltrimethoxysilane, N- (2-aminoethyl) -3-aminopropyldimethoxysilane, and p-
[N- (2-aminoethyl) aminomethyl] phenethyl trimethoxysilane, which is one or more kinds and hydrophobic compound B is trimethoxyphenylsilane, methyltriethoxysilane, methyltrimethoxysilane, methyldiethoxysilane. , Methyldimethoxysilane, trimethylethoxylan, trimethylmethoxysilane, methylvinyldiethoxysilane, and methylvinyldimethoxysilane, and 3- [N-allyl-N (2-aminoethyl)] amino. The compound C, which is propyltrimethoxysilane and has both an enzyme-affinitive functional group and a hydrophobic functional group, is 3- [N
It has been found that what is -allyl-N (2-aminoethyl)] aminopropyltrimethoxysilane is suitable.

【0008】本発明者は、以下に例示するように、粒径
が50μm以下一次粒子または凝集体の大きさが50μ
m以下の二次粒子よりなる担体の表面を各種のシランカ
ップリング剤で処理して酵素を担持させ固定化酵素の反
応性を検討した。その結果、例えば末端にアミノ基を有
するシランカップリング剤であるγ−アミノプロピルト
リエトキシシラン1モル%と、末端にフェニル基を有す
るシランカップリング剤であるトリメトキシフェニルシ
ラン99モル%の組成で表面処理を行い、酵素としてグ
ルコアミラーゼを固定させた固定酵素の反応性は、フリ
ー酵素の10%程度になることがわかった。これは従来
知られている固定酵素に比して実に10倍程度の反応性
を有することを意味する。
The present inventor, as exemplified below, has a particle size of 50 μm or less and a primary particle or aggregate size of 50 μm.
The surface of the carrier composed of secondary particles of m or less was treated with various silane coupling agents to support the enzyme, and the reactivity of the immobilized enzyme was examined. As a result, for example, with a composition of 1 mol% γ-aminopropyltriethoxysilane which is a silane coupling agent having an amino group at the terminal and 99 mol% trimethoxyphenylsilane which is a silane coupling agent having a phenyl group at the terminal. It was found that the reactivity of the immobilized enzyme, which was surface-treated to fix glucoamylase as the enzyme, was about 10% of that of the free enzyme. This means that it has about 10 times more reactivity than the conventionally known fixed enzyme.

【0009】この理由は明らかでないが、シランカップ
リング剤の反応性の末端基にフェニル基を使用すること
により、担体粒子の一部が疎水性になって互いに反発
し、担体粒子の凝集を防止するためではないかと思われ
る。これにより、従来よりも圧倒的に多数の酵素が表面
に露出されることになり、反応に関与する酵素の量が増
大するものと思われる。この場合に、使用酵素の量は従
来と同一の量で良い。
Although the reason for this is not clear, by using a phenyl group as a reactive terminal group of the silane coupling agent, some of the carrier particles become hydrophobic and repel each other, preventing the carrier particles from aggregating. It seems to be to do. As a result, a large number of enzymes are exposed to the surface overwhelmingly than in the past, and it is considered that the amount of enzymes involved in the reaction increases. In this case, the amount of enzyme used may be the same as the conventional amount.

【0010】本発明で使用できる担体には、磁性又は非
磁性フェライト等の金属酸化物、活性炭、酸性白土、カ
オリナイト、ベントナイト、多孔質ガラス、シリカゲ
ル、アルミナ、シリカ−アルミナ、酸化チタン−シリカ
−アルミナ、ヒドロキシアパルタイト、りん酸カルシウ
ムゲル等の無機質担体、コンカナバリンA、グルテン、
デンプン、キチン、グルテン、タンニン−アミノヘキシ
ルセルロース、フェノキシアセチルセルロース等の有機
物などがある。担体の平均粒径は粒子が凝集していない
一次粒子の場合には約50μm以下、凝集して2次粒子
を形成している場合には約50μm以下が好ましく、そ
れ以上だと総表面積が低下して活性が落ちる。
The carrier usable in the present invention includes metal oxides such as magnetic or non-magnetic ferrite, activated carbon, acid clay, kaolinite, bentonite, porous glass, silica gel, alumina, silica-alumina, titanium oxide-silica-. Alumina, hydroxyapartite, inorganic carriers such as calcium phosphate gel, concanavalin A, gluten,
Organic substances such as starch, chitin, gluten, tannin-aminohexyl cellulose, and phenoxyacetyl cellulose are available. The average particle size of the carrier is preferably about 50 μm or less in the case of primary particles which are not aggregated, and about 50 μm or less in the case of aggregated to form secondary particles. And the activity drops.

【0011】酵素は一般にカルボキシル基、アミノ基、
チロシン、シスチジン、リジン等のジアゾ基、−N−O
M(MはNa等のアルカリ金属)、チオール基等の反応
性の官能基基を有するので、カップリング剤側の反応性
官能基はこれらの固定化すべき酵素の各種の官能基に反
応して結合する官能基を有しなければならない。これら
の基には、カルボキシル基、アミノ基、ヒドロキシル
基、チオール等の反応性有機基がある(例えば前記特公
昭56−15231号参照)。特に好適なカップリング
剤はシランカップリング剤、チタネートカップリング剤
がある。
Enzymes are generally carboxyl groups, amino groups,
Diazo groups such as tyrosine, cystidine, lysine, -N-O
Since it has a reactive functional group such as M (M is an alkali metal such as Na) and a thiol group, the reactive functional group on the coupling agent side reacts with various functional groups of the enzyme to be immobilized. It must have a functional group to attach. These groups include reactive organic groups such as carboxyl group, amino group, hydroxyl group and thiol (see, for example, Japanese Patent Publication No. 56-15231). Particularly suitable coupling agents are silane coupling agents and titanate coupling agents.

【0012】シランカップリング剤は、酵素に対して親
和性のある官能基を有する化合物と疎水性の官能基を有
する化合物とからなっていてもよいし、あるいはそれ自
体で酵素に対して親和性のある官能基と疎水性の官能基
を共に有する化合物からなっていてもよい。要するに担
体が同時にこれらの両者の基を有しかつ酵素の活性を阻
害しないカップリング剤なら単独及び組み合わせを問わ
ない。尚、シランカップリング剤の全長(末端から末端
までの距離)が付与できるカップリング剤量に及ぼす影
響を調べたところカップリング剤の長さは短いほど付与
量は多かった。故にカップリング剤付与量を高める点で
は全長が短いもの(例えばγ−アミノプロピルトリエト
キシシラン等)から選択することが望ましい。
The silane coupling agent may consist of a compound having a functional group having an affinity for the enzyme and a compound having a hydrophobic functional group, or may itself have an affinity for the enzyme. It may be composed of a compound having both a certain functional group and a hydrophobic functional group. In short, the coupling agent may be used alone or in combination as long as the carrier has both groups at the same time and does not inhibit the activity of the enzyme. When the effect of the total length of the silane coupling agent (distance from terminal to terminal) on the amount of coupling agent that can be applied was examined, the shorter the length of the coupling agent, the greater the amount of application. Therefore, from the viewpoint of increasing the amount of the coupling agent applied, it is desirable to select from those having a short total length (for example, γ-aminopropyltriethoxysilane).

【0013】カップリング剤を担体表面に結合する機構
は図3に示すように、加水分解によりアルコキシル基が
ヒドロキシル基に変わり、それらの基が担体表面の親水
性の基に水素結合し、次いで脱水縮合するものと考えら
れている。図1はγ−アミノプロピルトリエトキシシラ
ンの結合機構を示したが、疎水性の基を有するカップリ
ング剤についても同様な機構が成立する。例えばアルキ
ル置換または非置換フェニルトリメトキシシランはγ−
アミノプロピルトリエトキシシランと同様に3個のエト
キシ基またはメトキシ基を有するから親水性の担体に対
して同様な結合反応を起こす。
The mechanism for binding the coupling agent to the surface of the carrier is as shown in FIG. 3, whereby the alkoxyl group is converted into a hydroxyl group by hydrolysis, these groups are hydrogen-bonded to the hydrophilic group on the surface of the carrier, and then dehydrated. It is believed to condense. Although FIG. 1 shows the binding mechanism of γ-aminopropyltriethoxysilane, a similar mechanism holds for a coupling agent having a hydrophobic group. For example, alkyl-substituted or unsubstituted phenyltrimethoxysilane is γ-
Similar to aminopropyltriethoxysilane, since it has three ethoxy groups or methoxy groups, it causes the same binding reaction with a hydrophilic carrier.

【0014】[0014]

【実施例の説明】[Explanation of Examples]

実施例1 担体として平均粒径0.03mmのNiフェライト粉末
1g、および末端に親酵素性のアミノ基を有するγ−ア
ミノプロピルトリエトキシシラン0.0024gと末端
に疎水性フェニル基を有するカップリング剤としてトリ
メトキシフェニルシラン0.237gとをアセトン24
0gで稀釈した溶液を、24時間混合した後、固液分離
をし、110℃で2時間乾燥させた。こうして表面処理
した酵素固定用担体を赤外分光光度計を用いてγ−アミ
ノプロピルトリエトキシシランとトリメトキシフェニル
シランの存在を調べた。図1の結果が得られた。アミノ
基とフェニル基が固定されている。
Example 1 1 g of Ni ferrite powder having an average particle diameter of 0.03 mm as a carrier, and 0.0024 g of γ-aminopropyltriethoxysilane having a parent enzymatic amino group at the terminal and a coupling agent having a hydrophobic phenyl group at the terminal. Trimethoxyphenylsilane 0.237g and acetone 24
The solution diluted with 0 g was mixed for 24 hours, solid-liquid separated, and dried at 110 ° C. for 2 hours. The enzyme-immobilized carrier thus surface-treated was examined for the presence of γ-aminopropyltriethoxysilane and trimethoxyphenylsilane using an infrared spectrophotometer. The results shown in FIG. 1 were obtained. Amino group and phenyl group are fixed.

【0015】実施例2 実施例1の酵素固定用担体を、0.1%グルコアミラー
ゼ水溶液に24時間浸漬してグルコアミラーゼ(生化学
工業社製)の固定化を行った。固定化終了後に純水で数
回洗浄した。次いで、固定化グルコアミラーゼを、6.
7g(g/l)のでんぷん水溶液0.3リットルと40
℃で30分間反応させた。食品分析試薬(ベーリンガー
・マンハイム山之内社製)でグルコース生成量を測定し
た結果を表1に示す。
Example 2 The enzyme-immobilizing carrier of Example 1 was immersed in a 0.1% glucoamylase aqueous solution for 24 hours to immobilize glucoamylase (Seikagaku Corporation). After the immobilization was completed, it was washed several times with pure water. The immobilized glucoamylase was then added to 6.
0.3 liter and 40 of 7 g (g / l) starch aqueous solution
The reaction was carried out at 30 ° C. for 30 minutes. Table 1 shows the results of measuring the amount of glucose produced with a food analysis reagent (Boehringer Mannheim Yamanouchi).

【0016】実施例3 担体として実施例1と同様のNiフェライト粉末1g、
および末端に親酵素性のアミノ基を有するγ−アミノプ
ロピルトリエトキシシラン0.0024gと末端に疎水
性フェニル基を有するカップリング剤としてトリメトキ
シメチルシラン0.237gとをアセトン240gで稀
釈した溶液を用いて実施例1と同様の表面処理を行っ
た。この酵素固定用担体に実施例2と同様にしてグルコ
アミラーゼを固定化し、デンプンと反応させ、グルコー
ス生成量を測定した結果を表1に示す。
Example 3 As a carrier, 1 g of the same Ni ferrite powder as in Example 1,
And a solution obtained by diluting 0.0024 g of γ-aminopropyltriethoxysilane having a parent enzymatic amino group at the end and 0.237 g of trimethoxymethylsilane as a coupling agent having a hydrophobic phenyl group at the end with 240 g of acetone. Then, the same surface treatment as in Example 1 was performed. Glucoamylase was immobilized on this enzyme-immobilizing carrier in the same manner as in Example 2, reacted with starch, and the glucose production was measured. The results are shown in Table 1.

【0017】実施例4 担体として平均粒径0.0003mmのNiフェライト
粉末1gを実施例1と同様にして表面処理した。この酵
素固定用担体に、実施例2と同様にグルコアミラーゼを
固定化し、デンプンと反応させ、グルコース生成量を測
定した結果を表1に示す。
Example 4 As a carrier, 1 g of Ni ferrite powder having an average particle size of 0.0003 mm was surface-treated in the same manner as in Example 1. Glucoamylase was immobilized on this enzyme-immobilizing carrier in the same manner as in Example 2, reacted with starch and the glucose production was measured. The results are shown in Table 1.

【0018】実施例5 担体として平均粒径0.0005mmのTi−Si複合
酸化物粉末1gを実施例1と同様にして表面処理した。
この酵素固定用担体に、実施例2と同様にグルコアミラ
ーゼを固定化し、デンプンと反応させ、グルコース生成
量を測定した結果を表1に示す。
Example 5 As a carrier, 1 g of Ti-Si composite oxide powder having an average particle size of 0.0005 mm was surface-treated in the same manner as in Example 1.
Glucoamylase was immobilized on this enzyme-immobilizing carrier in the same manner as in Example 2, reacted with starch and the glucose production was measured. The results are shown in Table 1.

【0019】比較例1 担体として平均粒径0.03mmのNiフェライト粉末
1g、および末端に親酵素性のアミノ基を有するγ−ア
ミノプロピルトリエトキシシラン0.24gをアセトン
240gで稀釈した溶液を、24時間混合した後、固液
分離をし、100℃で2時間乾燥させた。こうして表面
処理した酵素固定用担体を赤外分光光度計を用いてγ−
アミノプロピルトリエトキシシランの存在を調べた。図
2の結果が得られた。アミノ基が担体に固定されてい
る。
Comparative Example 1 1 g of Ni ferrite powder having an average particle diameter of 0.03 mm as a carrier and 0.24 g of γ-aminopropyltriethoxysilane having a parent enzymatic amino group at the end were diluted with 240 g of acetone to prepare a solution. After mixing for 24 hours, solid-liquid separation was performed, and dried at 100 ° C. for 2 hours. Using the infrared spectrophotometer, the enzyme-immobilized carrier surface-treated in this way
The presence of aminopropyltriethoxysilane was investigated. The result of FIG. 2 was obtained. The amino group is fixed to the carrier.

【0020】比較例2 比較例1の酵素固定用担体を用いて、実施例2の方法で
グルコアミラーゼの固定化を行った。グルコース生成量
を測定した結果を表1に示す。
Comparative Example 2 Using the enzyme immobilizing carrier of Comparative Example 1, glucoamylase was immobilized by the method of Example 2. The results of measuring the amount of glucose produced are shown in Table 1.

【0021】比較例3 市販の平均粒子径0.5mmのシランビーズ(東京理化
機械製)100gを用いて、比較例1と同様の方法で表
面処理を行った。次いで、実施例2と同様の方法でグル
コアミラーゼを固定化し、グルコース生成量を測定し
た。結果を表1に示す。
Comparative Example 3 A surface treatment was carried out in the same manner as in Comparative Example 1 using 100 g of commercially available silane beads having an average particle diameter of 0.5 mm (manufactured by Tokyo Rika Kikai). Then, glucoamylase was immobilized in the same manner as in Example 2 and the amount of glucose produced was measured. The results are shown in Table 1.

【0022】比較例4 比較例3と同じシランビーズ100gを用いて実施例1
と同様の方法で表面処理を行った。次いで、実施例2と
同様の方法でグルコアミラーゼを固定化し、グルコース
生成量を測定した。結果を表1に示す。
Comparative Example 4 Example 1 using 100 g of the same silane beads as in Comparative Example 3
The surface treatment was performed in the same manner as in. Then, glucoamylase was immobilized in the same manner as in Example 2 and the amount of glucose produced was measured. The results are shown in Table 1.

【0023】比較例5 担体として平均粒径0.0005mmのTi−Si複合
酸化物の粉末1gを用いて比較例1と同様に表面処理を
行った。この酵素固定用担体を用いて比較例2の方法で
グルコアミラーゼを固定化した。グルコース生成量を測
定した結果を表1に示す。
Comparative Example 5 A surface treatment was carried out in the same manner as in Comparative Example 1 by using 1 g of Ti-Si composite oxide powder having an average particle diameter of 0.0005 mm as a carrier. Glucoamylase was immobilized by the method of Comparative Example 2 using this enzyme-immobilizing carrier. The results of measuring the amount of glucose produced are shown in Table 1.

【0024】[0024]

【表1】 [Table 1]

【0025】上記結果からNiフェライトのような微粒
子において、γ−アミノプロピルトリエトキシシランの
ような親酵素の官能基とトリメトキシフェニルシランの
ような疎水性の基を結合した担体は、優れた活性を提供
することがわかる。比較例2のように疎水性の基を有し
ない場合に比して、約10倍のグルコース生成量が得ら
れた。従って、疎水性の官能基は担体粒子を互いに反発
させて分散性を向上させるためと思われる。また比較例
4からわかるように粒子は小さい程活性が大きいが、こ
れは担体の表面積の大きさに関係している。しかし、比
較例3と4の間に大差がないのは粗大ビーズでは粒子の
凝集の問題がないからである。
From the above results, in fine particles such as Ni ferrite, a carrier in which a functional group of a parent enzyme such as γ-aminopropyltriethoxysilane and a hydrophobic group such as trimethoxyphenylsilane are bonded has excellent activity. You can see that it provides. About 10 times as much glucose production was obtained as compared with the case of not having a hydrophobic group as in Comparative Example 2. Therefore, it is considered that the hydrophobic functional groups repel the carrier particles to each other to improve the dispersibility. Further, as can be seen from Comparative Example 4, the smaller the particles, the higher the activity, which is related to the surface area of the carrier. However, there is no great difference between Comparative Examples 3 and 4 because coarse beads do not have a problem of particle aggregation.

【0026】[0026]

【発明の作用効果】酵素に対して親和性のある官能基と
疎水性の官能基を有するカップリング剤を結合した酵素
固定化用担体は、酵素を固定した時に従来の担体に比し
て大きな優れた活性を与えることがわかる。
The enzyme-immobilized carrier having a coupling agent having a functional group having an affinity for the enzyme and a hydrophobic functional group has a larger size than the conventional carrier when the enzyme is immobilized. It can be seen that it gives excellent activity.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】実施例1の担体の赤外分光分析を示す。1 shows an infrared spectroscopic analysis of the carrier of Example 1. FIG.

【図2】実施例2の担体の赤外分光分析を示す。FIG. 2 shows an infrared spectroscopic analysis of the carrier of Example 2.

【図3】担体にシランカップリング剤を結合する際に生
じる反応機構を説明する。
FIG. 3 illustrates a reaction mechanism that occurs when a silane coupling agent is bound to a carrier.

─────────────────────────────────────────────────────
─────────────────────────────────────────────────── ───

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成4年9月24日[Submission date] September 24, 1992

【手続補正1】[Procedure Amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0015[Correction target item name] 0015

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0015】実施例2 実施例1の酵素固定用担体0.2gを、0.1%グルコ
アミラーゼ水溶液に24時間浸漬してグルコアミラーゼ
(生化学工業社製)の固定化を行った。固定化終了後に
純水で数回洗浄した。次いで、固定化グルコアミラーゼ
を、6.7g(g/l)のでんぷん水溶液0.3リット
ルと40℃で30分間反応させた。食品分析試薬(ベー
リンガー・マンハイム山之内社製)でグルコース生成量
を測定した結果を表1に示す。表中U/gは担体1g当
たり30分間にグルコースを10mg生成する能力を表
す。
Example 2 0.2 g of the enzyme-immobilizing carrier of Example 1 was immersed in a 0.1% glucoamylase aqueous solution for 24 hours to immobilize glucoamylase (Seikagaku Corporation). After the immobilization was completed, it was washed several times with pure water. Then, the immobilized glucoamylase was reacted with 0.3 liter of an aqueous starch solution of 6.7 g (g / l) at 40 ° C. for 30 minutes. Table 1 shows the results of measuring the amount of glucose produced with a food analysis reagent (Boehringer Mannheim Yamanouchi). U / g in the table is 1 g of carrier
Shows the ability to produce 10 mg of glucose in 30 minutes
You

【手続補正2】[Procedure Amendment 2]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0021[Correction target item name] 0021

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0021】比較例3 市販の平均粒子径0.5mmのシランビーズ(東京理化
機械製)100gを用いて、比較例1と同様の方法で表
面処理を行った。次いで、40gを用いて実施例2と同
様の方法でグルコアミラーゼを固定化し、グルコース生
成量を測定した。結果を表1に示す。
Comparative Example 3 A surface treatment was carried out in the same manner as in Comparative Example 1 using 100 g of commercially available silane beads having an average particle diameter of 0.5 mm (manufactured by Tokyo Rika Kikai). Then, 40 g of glucoamylase was immobilized in the same manner as in Example 2 and the amount of glucose produced was measured. The results are shown in Table 1.

【手続補正3】[Procedure 3]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0023[Name of item to be corrected] 0023

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0023】比較例5 担体として平均粒径0.0005mmのTi−Si複合
酸化物の粉末1gを用いて比較例1と同様に表面処理を
行った。この酵素固定用担体0.2gを用いて比較例2
の方法でグルコアミラーゼを固定化した。グルコース生
成量を測定した結果を表1に示す。
Comparative Example 5 A surface treatment was carried out in the same manner as in Comparative Example 1 by using 1 g of Ti-Si composite oxide powder having an average particle diameter of 0.0005 mm as a carrier. Comparative Example 2 using 0.2 g of this enzyme-immobilizing carrier
Glucoamylase was immobilized by the method described in 1. The results of measuring the amount of glucose produced are shown in Table 1.

【手続補正4】[Procedure amendment 4]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0024[Correction target item name] 0024

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0024】[0024]

【表1】 [Table 1]

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石山 三佐子 東京都中央区日本橋一丁目13番1号ティー ディーケイ株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Misako Ishiyama 1-13-1 Nihonbashi, Chuo-ku, Tokyo TDK Corporation

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 酵素に対して親和性のある官能基と疎水
性の官能基とを有するカップリング剤を結合した酵素固
定化用担体。
1. A carrier for immobilizing an enzyme, to which a coupling agent having a functional group having an affinity for an enzyme and a hydrophobic functional group is bound.
【請求項2】 カップリング剤が、酵素に対して親和性
のある官能基を有する化合物A、疎水性の官能基を有す
る化合物B、及び酵素に対して親和性のある官能基と疎
水性の官能基を共に有する化合物Cの、下記の組み合わ
せ(1)〜(5)の一つより選択したものである、請求
項1に記載の酵素固定化用担体。 (1)化合物AとB (2)化合物C (3)化合物AとC (4)化合物BとC (5)化合物AとBとC。
2. The coupling agent comprises a compound A having a functional group having an affinity for an enzyme, a compound B having a hydrophobic functional group, and a compound having a functional group having an affinity for an enzyme and a hydrophobic group. The carrier for enzyme immobilization according to claim 1, which is selected from one of the following combinations (1) to (5) of the compound C having both functional groups. (1) Compounds A and B (2) Compound C (3) Compounds A and C (4) Compounds B and C (5) Compounds A, B and C.
【請求項3】 カップリング剤がシランカップリング剤
である請求項1または2に記載の酵素結合用担体。
3. The enzyme-binding carrier according to claim 1, wherein the coupling agent is a silane coupling agent.
【請求項4】 酵素に対して親和性のある官能基を有す
る化合物Aがγ−アミノプロピルトリエトキシシラン、
N−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメ
トキシシラン、N−(2−アミノエチル)−3−アミノ
プロピルメチルジメトキシシラン、及びp−[N−(2
−アミノエチル)アミノメチル]フェネチルトリメトキ
シシランより選択した1種以上である請求項2に記載の
酵素結合用担体。
4. A compound A having a functional group having an affinity for an enzyme is γ-aminopropyltriethoxysilane,
N- (2-aminoethyl) -3-aminopropyltrimethoxysilane, N- (2-aminoethyl) -3-aminopropylmethyldimethoxysilane, and p- [N- (2
The carrier for enzyme binding according to claim 2, which is one or more selected from -aminoethyl) aminomethyl] phenethyltrimethoxysilane.
【請求項5】 疎水性の化合物Bがトリメトキシフェニ
ルシラン、トリフェニルエトキシシラン、メチルトリエ
トキシシラン、メチルトリメトキシシラン、メチルジエ
トキシシラン、メチルジメトキシシラン、トリメチルエ
トキシシラン、トリメチルメトキシシラン、メチルビニ
ルジエトキシシラン、及びメチルビニルジメトキシシラ
ンより選択した1種以上である請求項1、2または3に
記載の酵素結合用無機質担体。
5. The hydrophobic compound B is trimethoxyphenylsilane, triphenylethoxysilane, methyltriethoxysilane, methyltrimethoxysilane, methyldiethoxysilane, methyldimethoxysilane, trimethylethoxysilane, trimethylmethoxysilane, methylvinyl. The inorganic carrier for enzyme binding according to claim 1, 2 or 3, which is one or more selected from diethoxysilane and methylvinyldimethoxysilane.
【請求項6】 酵素に対して親和性のある官能基と疎水
性の官能基を共に有する化合物Cが、3−[N−アリル
−N(2−アミノエチル)]アミノプロピルトリメトキ
シシランである請求項1、2または3項記載の酵素結合
用担体。
6. The compound C having both an enzyme-affinitive functional group and a hydrophobic functional group is 3- [N-allyl-N (2-aminoethyl)] aminopropyltrimethoxysilane. The carrier for enzyme binding according to claim 1, 2 or 3.
JP5926992A 1992-02-14 1992-02-14 Carrier for fixation of enzyme Withdrawn JPH05219952A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5926992A JPH05219952A (en) 1992-02-14 1992-02-14 Carrier for fixation of enzyme

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5926992A JPH05219952A (en) 1992-02-14 1992-02-14 Carrier for fixation of enzyme

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH05219952A true JPH05219952A (en) 1993-08-31

Family

ID=13108488

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP5926992A Withdrawn JPH05219952A (en) 1992-02-14 1992-02-14 Carrier for fixation of enzyme

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH05219952A (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2749320A1 (en) * 1996-05-28 1997-12-05 Toyo Denka Kogyo Co Ltd ENZYME IMMOBILIZATION SUPPORT AND IMMOBILIZED LIPASE
JP2017061473A (en) * 2007-11-07 2017-03-30 ロイコケア・アクチェンゲゼルシャフト Biocompatible three-dimensional matrix for immobilizing biological substance
US9926383B2 (en) 2006-05-05 2018-03-27 Leukocare Ag Biocompatible three dimensional matrix for the immobilization of biological substances

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2749320A1 (en) * 1996-05-28 1997-12-05 Toyo Denka Kogyo Co Ltd ENZYME IMMOBILIZATION SUPPORT AND IMMOBILIZED LIPASE
NL1006056C2 (en) * 1996-05-28 1999-05-18 Toyo Denka Kogyo Co Enzyme immobilizing carrier and immobilized lipase.
US6004786A (en) * 1996-05-28 1999-12-21 Toyo Denka Kogyo Co., Ltd. Inorganic carrier containing bound silane coupling agent having carboxylic-ester group for immobilizing lipase
US9926383B2 (en) 2006-05-05 2018-03-27 Leukocare Ag Biocompatible three dimensional matrix for the immobilization of biological substances
JP2017061473A (en) * 2007-11-07 2017-03-30 ロイコケア・アクチェンゲゼルシャフト Biocompatible three-dimensional matrix for immobilizing biological substance

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0158909B1 (en) Immobilized enzymes, processes for preparing same and use thereof
US6004786A (en) Inorganic carrier containing bound silane coupling agent having carboxylic-ester group for immobilizing lipase
US3519538A (en) Chemically coupled enzymes
CN105543211B (en) A kind of immobilized glucose oxidase and the preparation method and application thereof
US3983000A (en) Bonding proteins to inorganic supports
CA1100066A (en) Water-insoluble enzyme compositions
Alqasaimeh et al. A large response range reflectometric urea biosensor made from silica-gel nanoparticles
US3930951A (en) Bonding enzymes to porous inorganic carriers
EP0154315B1 (en) Improved diazonium affinity matrixes
CN112782400A (en) Preparation method of reagent card for rapidly detecting pet virus colloidal gold
JPH05219952A (en) Carrier for fixation of enzyme
Kumar et al. Enzyme immobilization over polystyrene surface using cysteine functionalized copper nanoparticle as a linker molecule
JP2004305055A (en) Magnetic composite particle and method for producing the same
Korecká et al. Magnetic enzyme reactors for isolation and study of heterogeneous glycoproteins
CN1807457A (en) Fusion protein of immune globulin binding structural domain and fluorescence protein and its uses
CN113637667B (en) Method for constructing immobilized multienzyme system based on difunctional nanoparticle and DNA directional immobilization technology
Uo et al. Preparation and properties of immobilized mercuric reductase in porous glass carriers
EP0100660A2 (en) A bioreactor and a process for the production thereof
JPS5921391A (en) Glass for immobilization and its preparation
US4897468A (en) Immobilization of peptide-containing compounds on metal hydroxide gels
CN1564865A (en) Enzyme immobilization method using silica gel or complex silica gel carrier
JPS6131085A (en) Preparation of immobilized microbial cell
JP2545503B2 (en) Immunological diagnostic reagent
CN110804606B (en) Co-crosslinking immobilization method of glucose oxidase
Sachin et al. Immobilization of trypsin enzyme on silver nanoparticles

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 19990518