JPS6115898A - 生物活性物質を固定化する方法 - Google Patents

生物活性物質を固定化する方法

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JPS6115898A
JPS6115898A JP13454984A JP13454984A JPS6115898A JP S6115898 A JPS6115898 A JP S6115898A JP 13454984 A JP13454984 A JP 13454984A JP 13454984 A JP13454984 A JP 13454984A JP S6115898 A JPS6115898 A JP S6115898A
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JP
Japan
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biologically active
active substance
support
vinyl monomer
protein
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Pending
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JP13454984A
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English (en)
Inventor
Minoru Kumakura
熊倉 稔
Masao Tamada
正男 玉田
Noboru Kasai
昇 笠井
Isao Kaetsu
嘉悦 勲
Shigeru Yamanaka
茂 山中
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Ajinomoto Co Inc
Japan Atomic Energy Agency
Original Assignee
Ajinomoto Co Inc
Japan Atomic Energy Research Institute
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Publication date
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  • Immobilizing And Processing Of Enzymes And Microorganisms (AREA)
  • Medicines Containing Antibodies Or Antigens For Use As Internal Diagnostic Agents (AREA)
  • Peptides Or Proteins (AREA)

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】 イ0発明の目的 産業上の利用分野 本発明は生物活性物質の固定化法に関する。
本発明は医薬品製造工業、食品工業、化粧品工業等に利
用される。
従来の技術 酵素、生物細胞、細胞内小器官、抗体、抗原等生物活性
物質を利用して有用な反応を行わせしめ医薬品および食
料品などを製造する医薬食品工業は近年跡々発展を遂げ
つつある。
例えば、酵素を例にとると、酵素は食品工業、医薬品工
業、化粧品工業等の分野で、通常の化学触媒では効率よ
く行い得ない反応を有効に進め得る物質として使用され
、多くのプロセスにおいて不可欠のものとなっている。
しかしながら、従来の酵素反応は、酵素をそのまま水相
で使用して、反応後これを使いすてにするのが通例であ
り、ためにほとんどの酵素反応プロセスは回分式で行わ
れているのが常である。従って、酵素を水に不溶の形に
固定して反復使用することが可能となれば、酵素反応プ
ロセスを連続化することができる。このような形に酵素
を固定化する方法としては、酵素を水に不溶の物質、た
とえば、合成高分子のフィルムやビーズなどに反応させ
A化学結合させる方法があるが、酵素活性は分子の構造
やその配位の変位に鋭敏であって、細分子と化学結合さ
せる場合には活性の低下が著るしい欠点があり、この方
法は実用的に成功しているとはいいがたい。又、/QX 酵素を水に不溶の合成高分子等の内部に包括し、これを
多孔質構造化[7て固定化する方法もあり、たとえば、
ポリアクリルアミド、ポリビニルアルコールなどによる
包括が試みられているが、こねらの方法は水に膨潤性の
強い高分子を使用するので重合体は水を含んだすきまの
ないゲルとな9、多孔質化しで基質が出入りできるよう
にするには、脱水、乾燥、粉砕などの後処理工程が必要
となり、煩雑で非効率的であるばかりか、その間に酵素
の脱離、失活の機会がふえる欠点がある。また、酵素を
直接、単に包括する場合の活性率は低下する場合が多く
、長期間使用により酵素が脱離する恐れがある点は解消
しない。
いずれにしても、従来技術の生物活性物質固定化法は生
物活性物質の活性率、固定化効率等に欠点があった。
発明が解決しようとする問題点 本発明によって固定化効率が悪いという従来技術の欠点
の一つが解決される。
更に、本発明によって生物活性物質を高濃度で強固に固
定化する簡便な方法が解決される。
本発明によって解決される問題点は以下逐次明かにされ
る。
町発明の構成 上述した問題点は、蛋白質及び/又は二官能性ビニル系
単量体及び残水性の一官能性ビニル系単量体を含有する
水性媒体に電離性放射線を照射して相体を作製し、次い
で該担体を含む水性媒体中に生物活性物質及び架橋剤を
添力旧−該担体に生物活性物質を固定化させることを特
徴とする生物活性物質を固定化する方法によって解決さ
れる。
本発明は生物活性物質を固定する担体を製造する成分と
して。
(1)蛋白質、二官能性ビニル系単量体および親水性の
一官能性ビニル系単量体を使用する系、(2)蛋白質お
よび親水性の一官能性ビニル系単量体を使用する系、お
よび (3)二官能性ビニル系単量体および親水性の一官能性
ビニル系単量体を使用する系を包含する。
又、蛋白質に着目する々らば本発明は蛋白質を使用する
系と使用しない系に分類することが出来る。
以下、本発明の構成を詳細に説明する。
蛋白質を用いる本発明の方法は蛋白質及び/又は二官能
性ビニル系単量体及び親水性の一官能性ビニル系単量体
を含有する水性媒体に電離性放射線を照射して相体を作
製し、次いで該担体を含む水性媒体中1C生物活性物質
及び架橋剤を添加し該相体に生物活性物質を固定化させ
ることを特徴とする。本発明の当該方法はビニル系単量
体に光または電離性放射線を照射して得られる重合体に
蛋白質を高濃度で固定することによって多孔質の担体を
形成させ、この相体の表面の蛋白質に生物活性物質を架
橋剤で結合させるものである。
当該方法に使用されるビニル系単量体は親水性でも疎水
性でもよい。親水性ビニル系単量体を使用する場合は例
えば0〜−100℃という過冷却の状態で水を凍らせて
重合させることにより表面積の極めて大きい多孔性重合
体を形成させることが出来、生物活性物質は多孔性重合
体の空孔に結台された状態になる。一方、疎水性ビニル
系単量体を]重用する場合は重合体は直径10〜100
μmの粒子状になり、生物活性物質はその表面の蛋白質
に結合された状態になる。
上述した蛋白質を使用する本発明の方法の場合、使用す
る成分の配合割合は成分の総重量当り蛋白質は5〜50
%および単量体は10〜80%で親水性単量体の場合は
20〜80%、疎水性単量体の場合は10〜50%の範
囲が好ましい。生物活性物質は1〜5%そして架橋剤濃
度は1〜3%の範囲で使用される。担体を製造するだめ
の反応条件、光または電離性放射線は0〜−100℃の
範囲で0.5〜1.0 A/ rad照射される。
本発明の別法は担体の構成成分として蛋白質を使用しな
い方法で、二官能性ビニル系単量体及び親水性の一官能
性ビニル系竿量体を含有する水性媒体に光または電離性
放射線を照射して担体を作製し、次いで該担体を含む水
性媒体中に生物活性物質及び架橋剤を添加し該担体に生
物活性物質を固定化させることを特徴とする。本発明の
当該方法は、ビニル系単量体に光重たは’+a離性放射
線を照射して一ト1体を形成させ、相体を水で膨潤させ
ることにより表面をゲル化させ多孔質化してその表面の
官能基と生物活性物質を架橋剤で結合さ−ぜるものであ
る。当該方法に使用される各成分の配合割合は成分の総
重量当り二官能性ビニル系単量体は0.05〜1%で全
単量体は10〜50%の範囲であり、生物活性物質は1
〜5%そして架橋剤は1〜3%の範囲である。相体を製
造するための反応条件は室温で0,5〜1.0 Mra
d照射される。相体を水で膨潤後1〜5%の生物活性物
質と1〜3%の架橋剤を含む水溶液に室温で5〜6時間
浸漬させることによって生物活性物質は担体表面の官能
基と結合される。
本発明は多孔性の担体の空孔を有効に活用することを特
徴の一つとするものであるが多孔性は二官能性ビニル系
単量体あるいは蛋白質又は親水性−官能性ビニル系単量
体の量比により帆1〜1000μの範囲、好ましくは1
〜100μの範囲でコントロールすることが出来る。
本発明で使用されるタンパク質に関して論及するとタン
パク質はそれらの種類によって分類されるが、例えば(
a)成分の相違による分類(単純タンパク、複合タンパ
ク、誘導タンパク質)、(b)生産場所による分類(動
物タンパク質、植物タンパク質)、(c)生理作用に基
ずく分類(酵素タンパク質、ホルモンタンパク質、毒素
タンパク質) 、(d)分子形状に基ずく分類(繊維状
タンパク質、球状タンパク質)、(e)電気化学的性質
の差に基ずく分類(中性、酸性および塩基性タンパク質
)を挙げることができ、その具体例として、β−グロブ
リン、r−グロブリン、卵白アルブミン、乳アルブミン
、牛血清アルブミン、ヒト血清アルブミン(一般の血/
Hアルブミン、ロイコシン、ヘモグロビン、ゼラチン)
、α−リポプロティン、β−リポプロティン、フィブリ
ノーゲン、オボアルブミン、コンアルブミン、カゼイン
、オイブロプリン、ブンイドプロプリン、グルテニン、
グリアジン、インシュリン、グルタチオン、ペクチン、
卵白、プロラミン、グルテリン、ヒストン、プロタミン
、メタプロティン、ペプトン、ミオグロビン、フェリチ
ン、バクテリオロ1〜ブ/ン、ルブレドキシン、キモト
リプシン、リボヌクレアーゼ、パパイン、サーモリシン
、チオレドキシン、フラボドギシン、ヘキソキナーゼ、
ホリホリラーゼ、カルボキシペプチダーゼA1卵白リゾ
チーム、チトクロム、トロンビン、エラスターゼ、ペプ
シン、エラスチン、プロタミンなどが例示される。
本発明で使用される二官能性ビニル系単量体はジメタア
クリルエステル、ジアクリルエステル、メチレンビスア
クリルアミド等が具体的に例示される。
本発明で開用される親水性−官能性ビニル系単量体は0
℃以下の温度においてその単量体がカラス転移温度より
高ければ結晶化せず過冷却状態を呈し、かつカラス転移
温度より50℃高い温度付近に0℃以下の重合(益度領
域での最大重合初速度ヲ有する単量体のことで、ヒドロ
キシエチルメタアクリレート、ヒドロキンエチルアクリ
レート、ヒ1ぐロキシプロビルメタアクリレート、ヒト
ロキジプロピルアクリレート、ヒドロキシブチルメタア
クリレート、ヒトロギシブチルアクリレート、グリコー
ルジメタアクリレート、トリエチレングリコールジメタ
アクリレート、ポリエチレングリコール丑200ジメタ
アクリレート、ポリエチレングリコール+−400ジメ
タアクリレート、ポリエチレングリコール+−600ジ
メタアクリレート、ジエチレングリコールジアクリレー
ト、ジエチレングリコールジメタアクリレート、トリエ
チレングリコールジアクリレート、ポリエチレングリコ
−ルナ200ジアクリレ〜ト、ポリエチレングリコール
+400ジアクリレート、ポリエチレングリコール+6
00ジアクリレート、トリメチロールエタントリメタア
クリレート、トリメチロールエタントリメタアクリレー
ト、トリメチロールプロパントリアクリレート、トリメ
チロールエタントリアクリレート、グリシジルメタアク
リレート等等が例示される。
本発明で使用される架橋剤はカルボキンジイミド、グル
タルデヒF等従来より高分子物質の架橋(lO) 剤として使用されているものでよい。
本発明で使用する生物活性物質は酵素、生物細胞、細胞
内小器官、抗体、抗原等であるが、特に本発明の効果が
顕著であり、本発明を適用するのに好適な酵素もしくは
菌体の具体例としては、α〜アミラーゼ、β−アミラー
ゼ、グリコアミラーゼ、セルラーゼ、ヘミセルラーゼ、
β−グルコシダーゼ、インベルターゼ、ウレアーゼ、ア
ルコール脱水素酵素、乳酸脱水素酵素、グルコース、オ
キシダーゼ、ヘキソキナーゼ、D−アミノ酸オキシダー
ゼ、アルギナーゼ、パパイン、レニン、トリプシン、グ
ルコ−スインメラーゼ、L−グルタル酸脱炭酸酵素、ア
ルカリ性プロテアーゼ、酸性プロテアーゼ、等が例示さ
れる。
本発明を実施するにあたって採用される線源は低圧また
は高圧水銀灯からの可視および紫外光、太陽光、フォト
ンファクトリ−からの光、X線、カンマ線、ベータ線、
アルファー線、電子線ノイずれでもよい。照射線量は1
×105、電離性放射線の場合1×102〜1×10°
R/時の線量率で好ましくはlXl0’〜I X 10
6Rの照射線量が必要である。
以下実施例により本発明を具体的に説明する。
同、”部″は全配合物の重量当りである。
実施例1゜ 卵アルフミン5部、ヒドロキシエチルメタクリレート3
0部および水65部とを混合し、これを−78℃に冷却
して1.0Mracl電離性放射線を照射して重合させ
た。これを室温にもどし、ペレット状に切り、セルラー
ゼ(オノズヵR−10)1部を加えグルタルアルデヒド
水溶液(2,5%)50部を加えて室温にて1時間放置
した抜水および0.1M酢酸バッファー液にて洗浄して
固定化物を得た。この固定化物10gを5%のセルロー
ス粉末スラリー(300〜500メツシユ)と40℃で
48時間の糖化反応を行ったところグルコース濃度が0
.8%となった。
実施例2゜ メタクリル酸45.5部、および水50部、メチレンビ
スメタクリルアミド0.5部とを混合し、これに室温に
て1 、OA/ radの電離性放射線を照射して重合
させた。重合物をペレット状に切り水中に5日間浸漬し
膨■させ、その後これをセルラーゼ(オノズカQR−1
0)2%およびカルボジイミド1%を含む水溶液に入れ
室温にて5時間反応させた。反応抜水および0.1A/
酢酸バツフアー液にて洗浄した。この固定化物1.0g
をとり、5%セルロース粉末スラリー(400〜500
メツシユ)20−に入れ40℃で48時間糖化反応を行
わせしめた後生成グルコース濃度を測定した結果1.2
%であった。
実施例a 卵白アルブミン0.25部、ジエチレングリコールジメ
タクリレート帆25部、アクリル酸45.5部および水
50部、とを混合し、これに室温にて1、OMradの
電離性放射線を照射して重合させた。
重合物をペレット状に切り、ついで水の中に5日間浸漬
し膨潤させた。その後この重合物を「アミラーゼ」(生
化学工業製)1.0%およびカルボジイミド0.5%を
含む水溶液に入れて室温で6時間反応させた。反応後、
酵素固定化物を水および0.1Mリン酸バッファー液(
pH7,0)にて洗浄した。この固定化物を用い、デン
プン10%水溶液の加水分解反応を40℃で1時間行っ
た。同様に、固定化に用いた活性アミラーゼについて同
じ条件で加水分解反応を行い、生成されたグルコース量
の比較から固定化物の酵素活性率を求めた結果76%で
あった。
特許出顯入  日本原子力研究所 同   味の素株式会社

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1、蛋白質及び/又は二官能性ビニル系単量体及び親水
    性の一官能性ビニル系単量体を含有する水性媒体に光ま
    たは電離性放射線を照射して担体を製造し、次いで該担
    体を含む水性媒体中に生物活性物質及び架橋剤を添加し
    該担体に生物活性物質を固定化させることを特徴とする
    生物活性物質を固定化する方法。
JP13454984A 1984-06-29 1984-06-29 生物活性物質を固定化する方法 Pending JPS6115898A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004048585A3 (de) * 2002-11-22 2004-08-05 Basf Ag Enzymatische synthese von polyolacrylaten
US8450388B2 (en) * 2004-11-16 2013-05-28 3M Innovative Properties Company Dental fillers, methods, compositions including a caseinate

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