JPS6012982A - 親水性高分子に生体高分子を結合させる方法 - Google Patents

親水性高分子に生体高分子を結合させる方法

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JPS6012982A
JPS6012982A JP12063983A JP12063983A JPS6012982A JP S6012982 A JPS6012982 A JP S6012982A JP 12063983 A JP12063983 A JP 12063983A JP 12063983 A JP12063983 A JP 12063983A JP S6012982 A JPS6012982 A JP S6012982A
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hydrophilic polymer
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Masaharu Iwakawa
岩川 正治
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はセルロース等の炭水化物系の親水性高分子に、
酵素、蛋白質等のアミン基を有する生体高分子を結合さ
せる方法に関する。
従来よね、酵素や蛋白質を担体である高分子物質に化学
的に結合させて固定化した固定化酵素等をバイオリアク
ターや液体クロマトグラフィー用カラム充賽剤として利
用することが行われている。例えば多糖類などの高分子
に好ましくはP II 8〜13のアルカリ件条件下で
ハロゲン化シアンを作用させることにより活性化し、次
にこれに、アミノ基を有する生体高分子を弱アルカリ性
条件で反応させて結合させる方法が知られており、又、
担体として用いられる多孔性ガラスないしはシリカのア
ルキルアミン誘導体に、ダルタルアルデヒドなどのα、
ω−ジオキシアルカンを介して1級又は2級アミン基を
有するr′t¥、素等′の生体高分子を共有結合により
結合し不溶化することも、酵素反応を用いた生体物質分
析のための酵素固定化担体の調整に採用されている。
しかしながら、上記のうちハロゲン化シアンを用いる方
法におい℃は、該ノ・ロゲン化シアンは猛毒であるので
取扱いに注意を要し、使用後の廃水の処理にも手間がか
\るという欠点がち9、又、後者の場合については、多
孔性ガラスないしはシリカは非常で簡便で有用な担体で
あるが、アルカリに対する耐久性が低く、高P R領域
で高い活性を示す酵素等を固定化して用いるには不適西
であり、さらに、該担体中に含まれるシリカが蛋白質等
に対して非特異的吸着をするので、この様な酵素固定化
担体を用いる場合は分析試料の前処理等を細心の注意を
払って行う必要があり、分析操作の作票性や信頼性に問
題がある。
本発明は上述の如き現状にかんがみ、ハロゲン化シアン
の如き有毒な試薬を用いずともよく、さらに、生体成分
1対する非特異的吸着の少ないセルロース等の炭水化物
系層、水性高分子に酵素等の生体高分子を簡単−かつ確
実4(結合させることが出来、しかもFl!された酵素
固定化担体等の生体高分子結合物が核生体高分子の特性
に応じたP II領領域使用され得るように、広範囲な
P■領領域くにアルカリfQ域での使用に耐え得るよう
な担体索材等としての高分子材料を用いた生体高分子の
結合法を提U(することを目的として匁されたものであ
り、その要旨1.1級又は2級アミノ基を含有する生体
高分子を共有結合により炭水化物系の親水性高分子に結
合させる方法において、上記親水性高分子を塩化スル7
リルと、次いでイミダゾールと反応させた後、α、ω−
ジアミノアルカンと反応させて該親水性高分子に1級ア
ミノ基を導入し、この親水性高分子中に導入されたti
アミノ基と上記生体高分子における1級又は2級アミノ
基とをα、ω−ジオキシアルカンを作用させることによ
って結合させることを特徴とする親水性高分子に生体高
分子を結合させる方法に存する。
本発明に用いられる親水性高分子は単m類を含む高分子
、多糖類、これらのtす導体等水酸基を含む炭水化物系
の高分子であり、具体的には例えばデキストラン、セル
ロース、テンフン、テキストリン、アガロースなとの多
m類やヒドロキシエチルセルロースの様な多糖類誘導体
が挙げもれる。
本発明にもとづいて、1級又は2級アミノ基を有する生
体高分子を炭水化物系のれ水性高分子に結合させるには
、まず親水性高分子を塩化スル7リルと反応さbて該高
分子の水酸基を式(1)の如く変化させ、 塩化スル7リル R−Oft R−O5Ot #CJ (I)次いで、こ
れにイミダゾールを加えて反応して、式(川の如く1−
イミダゾリル−スルホナート誘導体を形成させ、 高分子の水酸基を活性化させる。(Rは親水性高分子残
基) なお弐〇)の反応は通常、水分を十分除いた親水性高分
子を、N、N−ジメチルホルムアミド等の適宜な有機媒
質に懸濁若しくは溶解させ、−40〜−50℃に冷却さ
せた状態で塩化スル7リルを滴下して行うのが好ましい
又、式(川の反応は、上記において塩化スルフリルを滴
下したのち、大過剰のイミダゾールを加えて、徐々に温
度を室温まで上列させながら行うのが好ましい。
上記により得られた1−イミダゾリルスルホナート誘導
体を戸別、水洗したのち、該誘導体を例えばN、N−ジ
メチルホルムアミド等の適宜な媒質に分1ttさゼにれ
にα、ω−ジアミノアルカン、すなわちアルカンの両端
にアミン基を有する化合物、例えばエチレンジアミンを
式(■)の如くに作用させて、親水性高分子にアミノ基
を導入する。
なお、式(11Dの反応は、室温で、ゆるやかな攪拌下
に20時間前後の反応時間で行うのが好ましい。
次に、上記反応後、該反応により1級アミノ某が導入さ
れた親水性高分子をf別等により取り出し、洗浄後、こ
れにα、ω−ジオキシアルカン、例えばグルタルアルデ
ヒドを作用させて、好ましくはPH70に’c P液中
で式(1\9の如くに反応させ、 R−xi + cnt4.yHz−ト HCO+ cn
 x→n Cl0−〉R−N(−CIlt+−N=CH
+CHt+nCHOtlM(nは、#数) 該式((〜りで得られたジオキシアルカン付加物を取り
出し、これを親水性高分子に結合せんとする生体高分子
の緩衝7+!溶液に加えると、■ R−N イーCH2→)1N= CI 4 (:11 
2−)。 Cll0 −1 夏1tN −■I( 一→ R−N +Cl1t +−N = CH(−CI
2+nC+1=N−■TV)((Elは生体高分子残基
を示す) の如くに反応して、共有結合によって安定に結合した肩
、水性高分子−生付高分子結合物が得られる。
なお、上式(■では第1級丁ミノ基(−Nut )を有
する生体高分子を親水性高分子に結合する機\ 樽を示したが、第2級アミノ基(y s tt )を有
する生体高分子についても上式(%J)と同様の機構で
親水性高分子と結合することが可能である。
上記の如くして本発明にもとづいて用意された多糖類等
の民水化物系の親水性高分子と酵素や蛋白質等の生体高
分子との結合物tよ、固定化酵素等としてバイオリアク
ターや、胆汁酸等の生体物質分析用の液体クロマトグラ
フィーに用いられる固定化酵素による反応カラムの充填
剤として使用出来るのであり、この使用に際して酵素等
生体高分子は高分子担体に共有結合によって強固に結合
しているので簡単に分解されず、広いPR範囲において
も安定に使用され得るのである。
本発91方法1上述の通りの方法であり、と<K。
炭水化物系の親水性高分子を塩化スル7リルと、次いで
イミダゾールと反応させて活性化し、さらにα、 6>
−ジアミノアルカンと反応させて核親水性高分子中にl
Nアミノ基を導入し、これにα、0)−ジオキシアルカ
ンを作用させることKより、該親水性高分子と生体高分
子における1級又は2級アミノ基とを結合させる方法で
あるので、不発E31方法によれば従来法の如く毒性の
高いハロゲン化シアンなどの試薬を用いずともよく、安
全に反応を行うことが出来、しかも高い活性固定化率で
セルロース等親水性高分子担体に酵素等の生体高分子を
結合させることが出来るという効果を奏するのであり、
さらに1生体高分子が結合した親水性高分子は広いPI
T領域において安定であるので、該生体高分子が最も^
い活性を示し得る様なf’H領域を適宜選定して使用す
ることが出来るのである。
以下本発明につき、′fA施例にもとづいて説明する。
実施例 担体の活性化:セルロースビーズ(商品名セルロファイ
ン700M、生化学工条社製)を蒸留水で洗浄後、脱水
したN、N−ジメチルホルムアミド(DMF)中で平杏
化したものから、セルロースビーズ2.651 f、取
り出し、DMF60nイに攪拌・門濁し、ドライアイス
−エタノール浴で一40℃に冷却した。ゆるやかに攪拌
しながらこれVC塩化スルフリル16づを滴下すると反
応液は淡へ色になった。30分後、イミダゾール10.
87を添加し、撹1’l’ Lながら室温Kp。
し、セルローズビーズをp別して取り出し、 DMF。
蒸留水、DMFのJ4に洗浄し、吸引脱水を十分に行っ
て活性化セルロースビーズを用意した。
上記活性化セルロースビーズ1.9 ff I3 M 
F20mtに加え、攪拌、懸濁し、これにエチレンジア
ミンo、 s 7 mlを滴下し、室温でゆるやかに攪
拌した。24時間後、p別し、蒸留水で充分洗浄した。
かくして用意したα、ω−ジアミノセルロースビーズ1
.39を、P I! 7.0の0.1Mリン(hltl
i衝液2.7 ml及び25%グルタルアルデヒド0、
3 mlとの混合液C(加え、室温でゆるやかKi拌し
ながら反応させた。反応後い刑し、脱イAン水で充分洗
浄した。
酵素の固定化二次番乞、3α−ヒドロギシステロイドデ
ヒドロゲナーゼ(3α−H4F)20m7を氷冷したP
 117.0のO1λ(リン酸緩衝液2 mlにとかし
、このうちo、 s ml−を採取してp 119.5
の20m、Mピロリ/A・2緩侑液中(25C)で、補
11¥凧ニコチンアミドアデニンヌクレオチド(0,5
rrLM)、基質としてコール1代(0゜5mM)を用
い活性を測定した。残りの酵諧溶欣(1,9ml )に
グルアルデヒドを作用後のセルロースビーズエ0ノを加
え、氷冷しながら時々ゆるやかに攪拌しで固定化反応を
行った。1FIS間半後にい別し、p液のo、 1ml
を採取して上記と同様にしてF液の残存II¥索活性′
f、がtべた。又、pコ員されたセルロースビーズは、
0.1mMのエチレンジアミン四酢酸及び005%の2
−メルカグトエタノールを含むP H7,0の0.1 
Nτリン+12緩衝液で洗浄し、保存した。
酵素固定化率の3?出:かくして用意された3α−H5
P固定化セルロ〜スのi17 素固定化率についてtよ
、固定化前の酵素活((Lが0427ユニツト/ o、
 t mt、固定化後のf液のダ2存r孝素活性が0、
103ユニツト/ 0.1 mlと測定された所からし
て、該固定化率759%と看出されたり固定化酵素の活
性Fll定: p H9,5の20mMビロリン酸緩衝
+iI (2s C)中で、補酵素ニコチンアミドアデ
ニンヌクレオチド1sM及び基質(コール酸)1mMの
存在下に、精秤した固定化rf¥素を添加攪拌して反応
させ、活性をhllべ九所、11当り7.22ユニツト
の比活性値が測定された。
特許出願人 徂水化学工泰株式会社 代表者 藤 沼 基 利 手続ネ市正1外(自発) 昭和58年10月14日 1、事件の表示 昭和 58年 特 許 願 第 120639号2、発
明の名称 親水性高分子に生体高分子を結合させる方法3、補正を
する者 事件との関係 特許出願人 郵便番号 530 住 所 大阪市北区西天満二丁目4番4号特許部 Tl
1L東京(03) 434−95524、補正の対象 5、補正の内容 (夏)特許請求の範囲を別紙の通りに補正する。
(2)明#l書第2頁第12〜13行、第4頁第12行
、第7頁第2〜3行及び第9頁第1行に1゛α、ω−ジ
オキシアルカン」とあるのを「アルカンジアール」と訂
正する。
(3)明細書第4頁第8行、第6頁第9〜lO行及び第
8真下から2行目に 「α、ω−ジアミノアルカ/」とあるのを「α、ω−ア
ルキレンジアミン」と訂正する。
(4)明細書第7頁第9行に [ジオキシアルカンイ1加物」とあるのを[アルカンジ
アール付加物」とil圧する。
(5)明#I書8rt、lo頁下から7〜6行に「α、
ω−ジアミノセルロースビーズ」とあるのを [2−アミノエチルアミノセルロースピース]と訂正す
る。
(6)明細書第4頁第8行及び同頁下から4〜3行に [3α−II S P Jとあるのを [3α−n s D Jと訂正する。
6、添付書類の目録 (11補正後の特許請求の範囲を記載した書面1通 以 補正後の特許請求の範囲 1.1級又L2級アミノ基を含有する生体高分子を。
共有結合によシ炭水化物系の親水性高分子に結合させる
方法において、上記親水性高分子を塩化スルフリルと、
次いでイミダゾールと反応さセタ後、α、ω−アルキレ
ンジアミンと反応さ上 せて該親水性高分子1c1級ア
ミン基を導入し、この親水性高分子中に導入された1級
アミノ基と上記生体高分子における11Ii又は2級ア
ミノ基とをアルカ/ジアールを作用させるととKよって
結合させることを特徴とする親水性高分子に生体高分子
を結合させる方法。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1、 1級又は2級アミノ基を含有する生体高分子を共
    有結合により炭水化物系の親水性高分子に結合させる方
    法において、上記親水性高分子を塩化スルフリルと、次
    いでイミダゾールと反応させた後、α、ω−ジアミノア
    ルカンと反応させて該親水性高分子に1級アミノ基を導
    入し、この親水性高分子中に導入された1級アミノ基と
    上記生体高分子における1級又は2級アミノ基とをα、
    ω−ジオキ/アルカンを作用させることKよって結合さ
    せることを特徴とする親水性高分子に生体高分子を結合
    させる方法。
JP12063983A 1983-07-01 1983-07-01 Shinsuiseikobunshiniseitaikobunshioketsugosaseruhoho Expired - Lifetime JPH0249712B2 (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0194578A2 (en) * 1985-03-13 1986-09-17 Miles Inc. Proteins immobilised on polyamides or cellulose hydrate and the use thereof for the preparation of biocatalysts, test strips or chromatography materials
JP2016098313A (ja) * 2014-11-21 2016-05-30 セイコーエプソン株式会社 セルロース系材料、液状組成物、造形物および造形物の製造方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP0194578A2 (en) * 1985-03-13 1986-09-17 Miles Inc. Proteins immobilised on polyamides or cellulose hydrate and the use thereof for the preparation of biocatalysts, test strips or chromatography materials
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