JPH07710B2 - 酵素吸着増大用製品および製造方法 - Google Patents

酵素吸着増大用製品および製造方法

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JPH07710B2
JPH07710B2 JP61014619A JP1461986A JPH07710B2 JP H07710 B2 JPH07710 B2 JP H07710B2 JP 61014619 A JP61014619 A JP 61014619A JP 1461986 A JP1461986 A JP 1461986A JP H07710 B2 JPH07710 B2 JP H07710B2
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カルター・リミテッド
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Description

【発明の詳細な説明】 発明の分野 本発明は酵素固定化の分野に関する。さらに詳しくは、
本発明は、顆粒状誘導体化セルロース性イオン交換複合
体(composite)の吸着能増大方法およびその方法によ
つて製造した製品を提供するものである。
発明の背景 食品加工および他の商業的適用において、固定化生物触
媒を提供するために不活性担体に吸着または結合させた
細菌または真菌類の酵素の使用が、可溶性酵素または微
生物の全細胞を用いる古い方法に大いに取つて代つてい
る。一般に、固定化酵素の使用は、より古い方法にまさ
る多くの有意な利点を提供する。主要な利点は、固定化
酵素が連続変換方法における使用に適用できることであ
る。すなわち、酵素のより有効な使用がなされ、酵素お
よび基質の間の接触時間が減少するため、製品の品質が
改善され、酵素および製造コストが減少する。
セルロースは、β−1,4グルコシド結合によつて結合し
た無水グルコース単位からなる直鎖状ポリマーとして天
然に存在する。それぞれの無水グルコース単位は、適当
な試薬と反応可能な3つの遊離の水酸基を有し、その相
対的不活性、大きな表面積および開放多孔性構造によ
り、タンパク質分子に対して高吸着能または高イオン交
換能を有する不溶性セルロース誘導体を形成する。
セルロースに由来するイオン交換酵素吸着材の調製およ
び利用は公知である。ペーターソンおよびソーバー、ジ
ャーナル・オブ・アメリカン・ケミカル・ソサイエテイ
ー(Peterson and Sober J.A.C.S.),78,751(1956)お
よびガスリーおよびブロツク、アイ/イーシー(Guthri
e and Bullock,I/EC),52,935(1960)は、酵素および
他のタンパク質を分離または精製するために利用できる
吸着セルロース製品の調製方法を記載している。ツムラ
ら、日本食品工業学会誌(Tsumura et al.,Nippon Shok
uhin Kogyo Gakkaishi),14,(12)(1967)は、グルコ
ースイソメラーゼのDEAE−セフアデツクスへの結合を開
示している。
サイホス(Sipos)の米国特許第3708397号は、グリコー
ルイソメラーゼの塩基性アニオン交換セルロース上への
固定化の方法に関する。ハーストら(Hurst et al.)の
米国特許第3823133号は、酵素および他のタンパク質物
質に対し高吸着能を有するカチオン性セルロースエーテ
ルの調製方法を提供する。ヴアン・ベルツエン(van Ve
lzen)の米国特許第3838007号は、酵素調製物を粒子形
で得る方法を開示している。トンプソンら(Thompson e
t al.)の米国特許第3788945号および第3909354号は、
種々のセルロース製品に結合したグルコースイソメラー
ゼ含有固定または流動床にグルコース含有溶液を通すこ
とによつてグルコースをフルクトースに変換する連続方
法を開示している。ダイネリら(Dinelli et al.)の米
国特許第3947325号は、球状酵素物質含有セルロースの
調製を提供している。該セルロースは、酵素水溶液およ
びニトロセルロースからなるエマルジヨンから形成され
る。イーダスザツクら(Idaszak et al.)の米国特許第
3956065号は、床上に固定化したグルコースイソメラー
ゼおよび非多孔性または顆粒状ポリスチレンビーズから
なる床にグルコース含有溶液を通すことによつてグルコ
ースをフルクトースに変換する連続方法に関する。該ビ
ーズを流動反応器に用いた場合、ビーズは、床の充填お
よびチヤネリングを妨害する。ペスカら(Peska et a
l.)は、「イオン・エクスチエンジ・デリバテイブズ・
オブ・ビード・セルロース」、デイ・アンゲバンテ・マ
クロモレクラーレ・ヒエミー(“Ion Exchange Derivat
ives of Bead Cellulose,"Die Angewandte Makromoleku
lare Chemie),53,73〜80(1976)において、ビーズ形
に調製したいくつかの誘導体化セルロースを記載してい
る。
サツトホフら(Sutthoff et al.)の米国特許第4110164
号および第4168250号は、凝集繊維性イオン交換セルロ
ース複合体およびその調製方法に関する。これらの方法
においては、疏水性ポリマーを、予め誘導体化してイオ
ン交換特性を付与して繊維性セルロースに結合させる。
これらの複合体は、多くの適用において満足のいくもの
であるが、そのイオン交換能およびグリコースイソメラ
ーゼ吸着または結合能は、所望するほど大きくはない。
さらに、これらの方法の経済性については、該複合体の
製造を所望するよりも高価なものにする。
アントリウムら(Antrim et al.)の米国特許第4355117
号は、前記した欠点の多くを克服し、本発明の実施に有
用な複合体を製造する好ましい方法である凝集DEAE−セ
ルロースの製造方法を提供するものである。
発明の開示 本発明は、疏水性ポリマーでDEAE−セルロースを凝集さ
せて顆粒状複合体を形成する、荷電した巨大分子を吸着
または結合できる凝集DEAEセルロース複合体の製造方法
において、該複合体と水性媒体を高温にて、充分な時間
処理して、該複合体の吸着または結合能を増大させるこ
とを特徴とする改良製造方法を提供するものである。
本発明は、さらに、 (a) 疏水性ポリマーを用いてセルロースを凝集させ
て顆粒状複合体を形成し、 (b) 該複合体中の凝集セルロースを誘導体化剤で誘
導体化して該複合体にイオン交換特性を付与し、少なく
とも、該誘導体化セルロースの一部が荷電した巨大分子
を自由に吸着し、 (c) 該誘導体化複合体を顆粒状形態に維持し、 (d) 該顆粒状誘導体化複合体を高温にて充分な時間
水性媒体で処理して、該誘導体化複合体の巨大分子吸着
能を増大させる ことを特徴とする、荷電した巨大分子に対する顆粒状DE
AE−セルロース複合体の吸着または結合能増大方法を提
供するものである。
セルロースは、誘導体化することにより、巨大分子の吸
着または固定化に関して高い負荷能力を有するイオン交
換物質を提供できる。この目的のため、該セルロース
は、誘導化して、吸着される物質に存在する電荷によ
り、アニオンまたはカチオン交換能のいずれかを有する
イオン交換物質を提供することができる。吸着される物
質がグルコースイソメラーゼである場合、セルロース
は、好都合には、アニオン形においてこの酵素に対する
その負荷能力が極めて高いので、アニオン交換形に誘導
体化される。代表的には、アニオン交換形を製造するた
め、凝集セルロースは適当な試薬で処理して、特に、DE
AE−セルロースおよびTEAE−セルロースのようなジ−お
よびトリ−エチルアミノエチルセルロースおよびECTEOL
A−セルロースのようなエピクロロヒドリンおよびトリ
エタノールアミンのセルロース誘導体を形成する。セル
ロースを誘導体化するための基礎知識および方法は、ハ
ーストら(Hurst et al.)の米国特許第3823133号に開
示されている。
以下の記載および実施例は、主に、グルコースイソメラ
ーゼを吸着および固定化するための凝集イオン交換セル
ロースの利用を開示するものであるが、それは、また、
凝集物質が他のタンパク質物質を吸着する能力を有して
いることを示し、該凝集物質が核酸などのような他の荷
電巨大分子を吸着する能力を有すること、さらに、食品
廃液のような種々の物質からの該分子の回収、例えば、
乳清、肉処理液および野菜処理液からのタンパク質の回
収、廃液等のBODの減少を可能にする。
グリコースイソメラーゼを含有するイオン交換セルロー
ス調製物の高負荷能のために、該調製物を工業的適用に
用いた場合、比較的小型の反応器を用いて、大量のグル
コースをフルクトースに変換することができる。
さらに、この高負荷能のために、基質および得られた生
成物は極く短期間異性化条件下に維持されるだけであ
る。これらの異性化条件は、一般に、フルクトースの反
応性のため、少量の望ましくない副生物の生成につなが
るので、フルクトースをかかる条件下に維持する期間が
長くなればなるほど、望ましくない副生物の量が多くな
る。したがつて、イオン交換セルロースの高負荷能は、
基質を短時間に所望する量まで異性化するので、フルク
トース成分を異性化条件下に維持する期間を短縮するこ
とになる。しかし、かかる非顆粒状イオン交換セルロー
ス含有調製物は「充填」に不便であるため、かかる調製
物は、通常、浅い床にして用いて、過度の背圧による問
題の発生を回避する。浅い床を用いた場合ですら、チヤ
ネリングが発生し、それによつて、基質が、所望する程
度に結合または固定化したグリコースイソメラーゼと接
触しなくなる可能性がある。ある種の固定化グルコース
イソメラーゼ調製物が開発され、これらの問題は最小限
に押えられるようになつたが、一般的に、該調製物は、
例えば、単位体積当りの該酵素能力または活性が所望す
るほど高くなく、および/または、該調製物がイオン交
換セルロースと同等程度には経済的でないという他の欠
点を有する。
本発明の実施に際しては、多数のポリマーを用いて、セ
ルロースを凝集させることができる。これらの例とし
て、メラミンホルムアルデヒド樹脂、エポキシ樹脂、ポ
リスチレン等のようなポリマーが挙げられる。好ましい
ポリマーはポリスチレンである。
米国特許第4110164号および第4168250号には、誘導体化
してイオン交換物質を提供するセルロースを、適当な条
件下で、疏水性ポリマーを用いて凝集した場合、かかる
セルロースは、その能力を保持し、グルコースイソメラ
ーゼを固定または結合することが開示されている。複合
体を調製する好ましい方法は、アルカリ−セルロースと
ジエチルアミノエチルクロリド塩酸塩(DEC)の溶液を
処理し、ついで、それによつて形成した誘導体化イオン
交換セルロースをポリスチレンを用いて凝集させること
からなる。しかし、DEC反応混合物中へのポリスチレン
の溶解度のために、セルロースの誘導体化以前に凝集物
が形成した場合、セルロースが有効に誘導体化できな
い。
前記のように、誘導体化の間、ポリマーを誘導体化溶液
中に溶解しないように調節した処理条件によつて疏水性
ポリマーの存在下にセルロースを有効に誘導体化できる
ということが、アントリムら(Antrim et al.)によつ
て見出され、米国特許第4355117号に開示された。すな
わち、アルカリ条件下にて、該凝集物の水懸濁液に誘導
体化物質を調節した割合で添加することにより、顆粒状
複合体の疏水性ポリマー成分は充分な程度溶解しないと
いうことが判明した。
意外にも、セルロースをその凝集液に誘導体化した場
合、セルロース複合体はより高度に誘導体化でき、した
がつて、凝集以前にセルロースを誘導体化する従来の方
法によつて製造された凝集セルロース複合体より大きな
イオン交換能を有するということが判明した。本発明の
凝集繊維性セルロース複合体のイオン交換能は広い範囲
で変えることができるが、代表的には、イオン交換能
は、少なくとも、約0.1meq g-1、好ましくは、少なくと
も、約0.2meq g-1でなければならない。
さらに驚くべきことに、誘導体化複合体の調製後、熱水
性媒体で処理することによつて、複合体の吸着能が劇的
に増大しうることが判明した。熱水性媒体による処理と
は、約7000umhosまたはそれ以上の導電率、好ましく
は、約1000umhosの導電率までの水道水、脱イオン水ま
たは希薄塩溶液のような媒体中、高温にて処理すること
に意味する。
複合体の調製に際しては、米国特許第4355117号に記載
されているようなアントリウムら(Antrim ef al.)の
方法を用いるのが好ましい。
特に、2つのタイプの誘導体化顆粒状セルロースが調製
され、タイプI−GDCは高密度化剤としてアルミナを含
有し、一方、タイプII-GDCは高密度化剤として酸化チタ
ンを含有するものであつた。それぞれの複合体を調製す
る際に次の処方が用いられた。凝集物は、30部のCEPO S
−100セルロース(スエーデイシユ・セルロース・パウ
ダー・アンド・ウツドフラワー・ミルク・リミテツド、
ゴーテンブルグ、スエーデン(Swedish Cellulose Powd
er and Woddfiower Milk Ltd.Gothenburg.Sweden))お
よび20部の比重調節剤(タイプIの場合のアルミナまた
はタイプIIの場合の酸化チタンのいずれか)を混合し、
該混合物と50部のポリスチレンを加熱した(180°〜200
℃)2本ロール配合機で10分間調合することによつて調
製した。冷却後、調合した複合体を粉砕し、40〜80メツ
シユの大きさに整えた。
攪拌機、サーム−O−ウオツチ(Therm-O-Watch)調節
器付き温度計、冷却管および加熱マントルを取り付けた
2つの2l4つ口樹脂フラスコに、タイプIまたはタイプI
Iの顆粒状セルロース(GCIまたはGCII)のいずれか300g
および脱イオン水942mlを入れた。攪拌しながら、無水
硫酸ナトリウム300gを加え、ついで、50%水酸化ナトリ
ウム82gを加えた。40℃に加熱したそれぞれの反応混合
物に、テクニコン(Technicon)ポンプを用いて、50%
ジエチルアミノエチルクロリド塩酸塩(DEC)試薬117g
を加えた。該試薬は2時間かけて加えた。混合物を40℃
で30分間攪拌し、ついで、NaOH62gをそれぞれの樹脂フ
ラスコに加え、さらにん、DEC試薬117gを2時間かけて
加えた。ついで、反応混合物を60℃で約30分間加熱し、
ついで、冷却し、30%H2SO4を用いてpHを6.5に調整し
た。生成物を顆粒状誘導体化セルロースタイプI(GD
CI)および顆粒状誘導体化セルロースタイプII(GD
CII)と称する。
実施例 つぎに実施例を挙げて本発明をさらに詳しく説明する
が、本発明はこれに限定されるものではない。
実施例1 本実施例は、アルミナ比重調節剤を用いて調製した顆粒
状誘導体化セルロース(GDCI)を約90℃にて水で処理し
た場合に見られる酵素グルコースイソメラーゼの吸着能
の増大を示すものである。
U.S.No.60メツシユステンレス鋼篩を用い、50gf.b.乾燥
したGDCIをシヤワーヘツドからの水約24lを用いて篩に
通した。篩に通したGDCIを焼結ガラス斗および真空フ
ラスコを用いて脱水し、ついで、瓶に入れて、試料Aの
ラベルを貼つた。
1000mlのステンレス鋼ビーカー中の脱イオン水600mlに
前記の篩に通したGDCI21.7gd.b.を加えた。ビーカーを
約90℃に加熱した水浴中に入れ、混合物を90℃水浴中で
30分間攪拌した。
目の粗い焼結ガラス斗および吸引フラスコを用いて熱
混合物を過し、ついで、GDC固体を1000mlのステンレ
スビーカーに戻した。ビーカーにさらに600mlの脱イオ
ン水を加え、混合物を90℃水浴中でさらに30分間攪拌処
理した。
熱混合物を前記と同様に過し、ついで、GDC固体をさ
らに600mlの脱イオン水と90℃の水浴中で30分間処理し
た。最終過後、3回処理し脱水したGDCIを瓶に入れ、
試料Bのラベルを貼つた。
処理したGDCのグルコースイソメラーゼに対する吸着能
は、一点法を用いて測定した。すなわち、フタを有する
140mlのプラスチツク製フラスコに処理したGDCI(試料
B)4.8358gf.b.(2.026gd.b.)および脱イオン水50.0m
lを入れた。この混合物に1Mトリス緩衝液(pH7.0)0.5m
lおよび6765IGIUの活性を有するグルコースイソメラー
ゼ(5412IGIU/ml)1.25mlを加えた。グルコースイソメ
ラーゼは、公知の方法によつて該酵素含有抽出物から精
製でき、かかる精製法には、遠心分離、塩(例えば、硫
酸アンモニウム)沈殿およびカラム(例えば、イオン交
換またはアフイニテイ)クロマトグラフイーが含まれる
が、これらに限定されるものではない。国際グリコース
イソメラーゼ単位(IGIU)は、1中にグルコース2モ
ル、MgSO40.02モル、CoCl20.001モルを含有する溶液中
で、pH6.84〜6.85(0.2Mマレイン酸ナトリウム)、60℃
の温度にて、1分間当り1マイクロモルのグルコースを
フルクトースに変換する酵素の量を表わす。塩化ナトリ
ウムを加えて約9.5×103umhosの導電率を付与し、混合
物を1時間攪拌した。希塩酸を用いてpHを7.1に調整
し、試料を4時間攪拌した。沈澱後、透明液体の試料を
1:10に希釈し、ロイドら、シリアル・ケミストリー(Ll
oyd et al.,Cereal Chemistry),49(5),544〜553(1
972)に記載されたテクニコン(Technicon)検定による
分析した。透明液体は全体で803IGIUのグルコースイソ
メラーゼ活性を含有していることが判明した。したがつ
て、2.0262gd.b.のGDCは全体で5960IGIUのグルコースイ
ソメラーゼまたは2940IGIU/gd.b.のGDCIを吸着した。
出発GDC(試料A)について同じ方法を用いおよび同じ
酵素を用いて、1955IGIU/gGDCId.b.の吸着能を得た。し
たがつて、高温処理は、GDCIの酵素吸着能を50%増加さ
せた。
実施例2 本実施例は、酸化チタン比重調節剤を用いて調製した顆
粒状誘導化セルロース(GDCII)を約90℃にて水で処理
した場合に見られる酵素吸着能の増大を示すものであ
る。
GDCIIの試料(34.5gd.b.)65.5gf.b.を脱イオン水(室
温)約600mlを含むビーカー中で攪拌し、ついで、U.S.N
o.60メツシユステンレス鋼篩上で約24lの水を用い水の
シヤワーを使つて篩に通した。水洗したGDCを焼結ガラ
ス斗上で脱水し、瓶に入れて、試料Aのラベルを貼つ
た。この試料は、90℃処理工程を経ない対照品として用
いる。
別にGDCIIの試料34.5gd.b.を脱イオン水600mlとともに
ステンレス鋼ビーカー中に入れた。ビーカーを約90℃の
熱水浴に置き、スラリーをこの浴温で30分間攪拌した。
得られた生成物を約24lの水を用いてU.S.No.60メツシユ
のステンレス鋼篩上で洗浄し、微粉を除去した。試料を
焼結ガラス斗上で脱水し、瓶に入れ、試料Bのラベル
を貼つた。
別にGDCIIの試料34.5gを脱イオン水600mlとともにステ
ンレス鋼ビーカー中に入れ、前記と同様に90℃水浴中で
30分間処理した。固体を別し、さらに600mlの脱イオ
ン水で再懸濁し、再び90℃の水浴中で処理した。生成物
をU.S.No.60メツシユ篩上で洗浄して微粉を除去し、焼
結ガラス斗を用いて脱水し、瓶に入れ、試料Cのラベ
ルを貼つた。
別にGDCIIの試料34.5gd.b.を90℃水浴中脱イオン水600m
lずつで3回、それぞれ、30分間処理した。ついで、得
られた生成物をU.S.No.60メツシユ篩上で約24lの水を用
いて洗浄して微粉を除去した。GDCII生成物を脱水し、
瓶に入れ、試料Dのラベルを貼つた。
4つのGDC生成物を計量し、グルコースイソメラーゼ酵
素の吸着能を分析した。結果を以下に示す。
90℃処理により、グルコースイソメラーゼ酵素吸着能が
平均45%増大した。
実施例3 本実施例は、まず、種々の温度のDEC試薬で誘導体化
し、ついで、約90℃にて処理した顆粒状セルロース(G
C)の試料の吸着能を示すものである。
誘導体化 攪拌機、サーム−O−ウオツチ調節器付き温度計および
加熱マントルを取り付けた6個の2l4つ口樹脂フラスコ
に標準GC(ポリスチレン、GEPOS-100セルロースおよび
酸化チタン比重調節剤を、それぞれ、50%、30%および
20%用いて前記と同様にして調製した化合物)300gおよ
び脱イオン水942mlを入れた。攪拌しつつ、無水硫酸ナ
トリウム300g、ついで、50%水酸化ナトリウム82gを得
た。
テクニコンポンプを用いて、40℃に加熱したそれぞれの
反応混合物にDEC試薬の標準濃度、50%、60%、70%、8
0%、90%または100%のいずれかと同等の量の50%ジエ
チルアミノエチルクロリド塩酸塩(DEC)試薬を加え
た。50%DEC試薬を2時間を要して加えた。
反応混合物を40℃で30分間攪拌し、ついで、50%NaOH62
gをそれぞれの樹脂フラスコに加え、50%DEC試薬の残り
半分を2時間かけて加えた。
反応混合物を約30分間60℃に加熱し、ついで、冷却し
て、30%硫酸を用いてpHを5に調整した。各生成物に用
いた反応条件を以下に示す。
篩通しおよび洗浄 反応生成物をそれぞれシヤワーヘツドからの水約24lを
用いてU.S.No.30メツシユの篩に通し、U.S.No.60メツシ
ユ篩上に集めた。それぞれの反応からの生成物(すなわ
ち、U.S.♯30〜♯60メツシユサイズ)を、それぞれ、水
2000ml中で攪拌し、シヤワーヘツドおよび水24lを用い
てU.S.No.60メツシユ篩上で洗浄した。固体を再度水200
0ml中に分散させ、シヤワーヘツドおよび、それぞれ、2
4lの水を用いてU.S.No.60メツシユ篩上で洗浄した。6
種類の反応生成物を焼結ガラス斗上で脱水した。
高温処理 1000mlステンレス鋼ビーカーに、それぞれの生成物50.0
gd.b.および脱イオン水600mlを入れた。ビーカーを90℃
水浴中に入れて、GDCスラリーを90℃浴温で2時間攪拌
した。固体を目の粗い焼結ガラス斗を用いて熱過し
て回収し、ついけ、脱イオン水600ml中で懸濁し、再度9
0℃水浴中で2時間攪拌した。得られた熱GDCスラリーを
目の粗い焼結ガラス斗を用いて過し、ついで、固体
を脱イオン水600ml中に再懸濁し、再度90℃浴中で2時
間攪拌した。過後、3回処理したGDC生成物を水約24l
およびシヤワーヘツドを用いてU.S.No.60メツシユの篩
に通した。生成物を脱水し、グルコースイソメラーゼの
能力を測定した。結果を以下に示す: 予期したようにグルコースイソメラーゼの吸着はDEC試
薬濃度の関数として減少した。しかし、わずか60%の標
準濃度のDEC試薬を用いて調製したGDC生成物は、100%
の標準DEC濃度のものを用い、90℃で処理することなく
誘導体化したGDCと同等の吸着能を有した。実施例2参
照。したがって、誘導体化GDCの調製については、高温
にて充分時間水性媒体中で処理する場合には、DEC試薬
のセルロースに対する割合を0.7以上とするのが好まし
い。
実施例4 本実施例はGDCの吸着能に関する処理温度の効果を示す
ものである。
GDCIIの試料300gd.b.を実質的に前記実施例2と同様に
して篩に通し、60メツシユ篩上で洗浄した。篩通したGD
Cを焼結ガラス斗上で脱水し、完全に結合した。結合
したGDCIIの試料をとり、脱イオン水(10ml/gd.b.)中
に懸濁した。試料を50〜100℃の範囲の種々の温度で2
時間攪拌した。ついで、GDCIIが過して焼結ガラス
斗上に集めた。それぞれのGDCIIの試料を分析用にと
り、残りのGDCIIを新たな水中に再懸濁してさらに2時
間処理した。第2の処理後、GDCIIを過して集め、分
析用の試料をとり、水中で懸濁しさらに2時間処理し
た。第3処理後、GDCIIを60メツシユ篩上にて冷水で洗
浄し、完全に混合した。1回および2回処理後取り出
し、保存しておいた試料も篩に通し、脱水、混合した。
前記GDCIIのそれぞれの吸着能は、種々の量のGDCIIを一
定量の酵素とともに用いる多点吸着を使用する以外実質
的に前記実施例1と同様にしてグルコースイソメラーゼ
について測定した。吸着能は、加えたGDCIIの重量に対
して、吸着したイソメラーゼ活性をプロツトすることに
よつて計算した。結果を以下の表に示す。
処理GDCIIの吸着能 試験した全ての温度において、複数回処理によつて吸着
能が向上した。吸着能は、処理温度が上がるにつれて増
加し、100℃で2回または3回処理することによつて吸
着能はほゞ2倍になつた。
実施例5 本実施例は、グルコースイソメラーゼ以外のタンパクに
対するGDCIIの吸着能の向上に関する高温処理の効果を
示すものである。
熱水処理が他のタンパクならびにグルコースイソメラー
ゼの吸着能を向上させるかどうかを調べるために、10mM
トリス緩衝液(pH7.0)中にウシ血清アルブミン(BSA)
(シグマ、フラクシヨンV)を溶解することによつて、
該タンパクの0.2%溶液を調製した。塩化ナトリウムの
溶液を加えることによりこの溶液の導電率を9000umbos
に調整した。
洗浄して篩に通したGDCIIの試料および前記実施例4と
同様に100℃で3回処理したGDCIIの試料を用いてBSAに
対する吸着能を測定した。それぞれのGDCIIの一部を計
量し、50mlずつのBSA溶液中に懸濁し、60分間攪拌し
た。GDCIIを重力で沈澱させて、透明上澄の試料をと
り、280mmの紫外線吸収によつて溶解BSA濃度を測定し
た。吸着能は、GDCII添加前後の溶解BSA濃度の差によっ
て計算した。
無処理GDCIIは、わずか11.6mgBSA/gd.b.しか吸着しない
のに比べ、100℃処理GDCIIは19.7mgBSA/gd.b.吸着し
た。すなわち、100℃処理はウシ血清アルブミンに対す
る吸着能を約70%増加させた。
実施例6 本実施例は、グルコースイソメラーゼを吸着する公知の
他の担体に関する高温処理の効果を示すものである。
GDCの熱水処理後の吸着能の向上がイソメラーゼ吸着剤
の一般的特性であるのかどうかを調べるために、グルコ
ースイソメラーゼを吸着することが知られているいくつ
かの担体を90℃の水で2時間処理した。ついで、無処理
および処理担体を用いてイソメラーゼ吸着能を測定し
た。繊維性DEAE−セルロース(ワツトマン、DE-23)、
巨視孔ポリスチレン4級アミン樹脂(アンバーライトIR
A-900、ローム、アンド・ハース)および巨視孔フエノ
ール性4級アミン樹脂(ドウーライトA−568、ダイア
モンド・シヤムロツク)を試験した。それぞれの樹脂の
10gずつを脱イオン水100ml中に懸濁し、90℃で2時間攪
拌した。樹脂を集め、焼結ガラス斗上で脱水し、一部
を用いて実質的に前記実施例4と同様にしてイソメラー
ゼ吸着能を測定した。無処理担体に対する処理担体のイ
ソメラーゼ吸着能における差は、IRA-900、IRA-932また
はドウーライトA−568については見い出されなかつ
た。ワツトマンDE-23に対する吸着能は、無処理担体の3
407IGIU/gから処理担体の2429IGIU/gに減少した。した
がつて、熱水処理は、引用したいずれの他の非GDC樹脂
の吸着能をも向上させなかつた。
実施例7 本実施例は、水道水または希薄塩溶液のいずれかを用い
た高温処理もGDCの吸着能の向上に有効であることを示
すものである。
脱イオン水、水道水(導電率620umhos)および希塩化ナ
トリウム溶液(5000umhos)の効果を比較するため、GDC
IIの試料を実質的に前記実施例4と同様にして90℃にて
それぞれの溶液で3回処理した。処理したGDCの吸着能
は、前記実施例1と同様に、グルコースイソメラーゼを
用いて測定した。以下の結果が得られた。
水道水を用いた処理は、GDC吸着能の向上において、脱
イオン水を用いた処理とほとんど同じくらい有効であつ
た。希薄塩溶液(0.05NaCl)は、脱イオン水または水道
水のいずれよりも有効であつた。
実施例8 本実施例は、GDCの処理における導電率(塩濃度)の効
果を示すものである。
処理の有効性に対する導電率の効果を調べるため、GDC-
412の試料を、実質的に前記実施例4と同様にして、種
々の導電率の塩化ナトリウム溶液を用いて100℃にて3
回処理した。処理したGDCのそれぞれの吸着能を、前記
実施例1と同様に、グルコースイソメラーゼを用いて測
定した。以下の結果が得られた。
全ての場合において、処理することにより、GDCの吸着
能は、無処理対照の吸着能より向上した。吸着能は、10
00umhos塩溶液(〜0.01NaCl)で処理した後に最も向上
した。

Claims (21)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】疎水性ポリマーでDEAE−セルロースを凝集
    させて顆粒状複合体を形成する、荷電した巨大分子を吸
    着または結合できる凝集DEAE−セルロース複合体の製造
    方法において、該複合体を水性媒体で、高温にて、該複
    合体の吸着または結合能を増大させるに充分な時間処理
    することを特徴とする凝集DEAE−セルロース複合体の製
    造方法。
  2. 【請求項2】処理温度が約50℃〜約100℃である特許請
    求の範囲第(1)項の方法。
  3. 【請求項3】処理時間が約0.5時間〜約3時間である特
    許請求の範囲第(1)項の方法。
  4. 【請求項4】該水性媒体が水道水、脱イオン水および希
    薄塩溶液からなる群から選択される特許請求の範囲第
    (1)項の方法。
  5. 【請求項5】該処理を3回またはそれ以上繰り返す特許
    請求の範囲第(1)項の方法。
  6. 【請求項6】該巨大分子がタンパク質である特許請求の
    範囲第(1)項の方法。
  7. 【請求項7】該タンパク質が酵素である特許請求の範囲
    第(1)項の方法。
  8. 【請求項8】(a)疎水性ポリマーでセルロースを凝集
    させて顆粒状複合体を形成し、 (b)該複合体中の凝集セルロースを誘導体化剤で誘導
    体化して該複合体にイオン交換特性を付与し、少なくと
    も、該誘導体化セルロースの一部が荷電した巨大分子を
    自由に吸着し、 (c)該誘導体化複合体を顆粒状形態に維持し、 (d)該顆粒状誘導体化複合体を水性媒体で、高温にて
    該誘導体化複合体の巨大分子吸着能を増大させるに充分
    な時間処理することを特徴とする、荷電した巨大分子に
    対する顆粒状DEAE−セルロース複合体の吸着または結合
    能増大方法。
  9. 【請求項9】該誘導体化剤がジエチルアミノエチルクロ
    リドである特許請求の範囲第(8)項の方法。
  10. 【請求項10】該疎水性ポリマーがポリスチレンである
    特許請求の範囲第(8)項の方法。
  11. 【請求項11】該複合体が高密度化剤を有している特許
    請求の範囲第(8)項の方法。
  12. 【請求項12】該高密度化剤が粉末状金属酸化物、珪酸
    塩およびそれらの混合物からなる群から選ばれる特許請
    求の範囲第(11)項の方法。
  13. 【請求項13】該高密度化剤がアルミナまたは酸化チタ
    ンである特許請求の範囲第(12)項の方法。
  14. 【請求項14】処理温度が約50℃〜約100℃である特許
    請求の範囲第(8)項の方法。
  15. 【請求項15】処理時間が約0.5時間〜約3時間である
    特許請求の範囲第(8)項の方法。
  16. 【請求項16】該水性媒体が水道水、脱イオン水および
    希薄塩溶液からなる群から選択される特許請求の範囲第
    (8)項の方法。
  17. 【請求項17】該処理を3回またはそれ以上繰り返す特
    許請求の範囲第(8)項の方法。
  18. 【請求項18】該巨大分子がタンパク質である特許請求
    の範囲第(8)項の方法。
  19. 【請求項19】該タンパク質が酵素である特許請求の範
    囲第(8)項の方法。
  20. 【請求項20】該酵素がグルコースイソメラーゼである
    特許請求の範囲第(19)項の方法。
  21. 【請求項21】疎水性ポリマーで凝集させたセルロース
    を、セルロースに対する割合が0.7以上の誘導体化剤で
    処理してイオン交換特性を付与した、少なくとも、該誘
    導体化セルロースの一部が荷電した巨大分子を自由に吸
    着する誘導体化凝集セルロース複合体であって、該複合
    体を高温にて充分な時間水性媒体で処理して、該複合体
    の巨大分子吸着能を増大させることによって特徴づけら
    れる誘導体化凝集セルロース複合体。
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