[go: up one dir, main page]

CS269750B1 - Method of proteins immobilization - Google Patents

Method of proteins immobilization Download PDF

Info

Publication number
CS269750B1
CS269750B1 CS891903A CS190389A CS269750B1 CS 269750 B1 CS269750 B1 CS 269750B1 CS 891903 A CS891903 A CS 891903A CS 190389 A CS190389 A CS 190389A CS 269750 B1 CS269750 B1 CS 269750B1
Authority
CS
Czechoslovakia
Prior art keywords
activated
carrier
buffer
acetone
mixture
Prior art date
Application number
CS891903A
Other languages
Czech (cs)
Other versions
CS190389A1 (en
Inventor
Miroslav Doc Ing Csc Marek
Marie Ing Machackova
Zdenek Ing Csc Chvatal
Original Assignee
Marek Miroslav
Marie Ing Machackova
Chvatal Zdenek
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 Marek Miroslav, Marie Ing Machackova, Chvatal Zdenek filed Critical Marek Miroslav
Priority to CS891903A priority Critical patent/CS269750B1/en
Publication of CS190389A1 publication Critical patent/CS190389A1/en
Publication of CS269750B1 publication Critical patent/CS269750B1/en

Links

Landscapes

  • Immobilizing And Processing Of Enzymes And Microorganisms (AREA)

Abstract

Způsob imobilizace proteinů, například; enzymů a protilátek pro přípravu hetsrogen-j nich biokatalyzátorů, imunochemická stáno- i vení a afinitní chromatografií na organické! i anorganické nosiče obsahující hydroxylo- ’ vé, amino- nebo sulfhydrylové skupiny, vyznačující se tím, te se nosič aktivuje I působením perfluorovaného oleflnu, napří9' klad perfluorpropenu nebo perfluorcyklobutenu nebo fluorovaného dienu nebo polyénu např. perfluor-1, 3-butadienu nebo per1 fluorhexatrienu nebo 3-chlpr-nonafluor- -1,5-hexadienu, popřípadě za přítomnosti fluoridu draselného á na takto aktivovaný nosič se proteiny váží kovalentnl vazbou vytvořenou nukleofilní adicí svých skupin například sulfhydrylových nebo hydroxylových nebo aminoskupin a perfluorovanou dvojnou vazbu přítomnou na povrchů aktivovaného nosiče.A method of immobilizing proteins, for example; enzymes and antibodies for the preparation of hetsrogen-j biocatalysts, immunochemical stands and affinity chromatography on organic! inorganic carriers containing hydroxylo- amino, or sulfhydryl groups, characterized in that the carrier is activated By the action of perfluorinated olefin, e.g. perfluoropropene or perfluorocyclobutene or a fluorinated diene or polyene e.g., perfluoro-1,3-butadiene or perl fluorohexatriene or 3-chloro-nonafluoro- -1,5-hexadiene, optionally in the presence of potassium fluoride and thus activated the carrier binds the proteins with covalent bond generated by the nucleophilic addition of its groups for example sulfhydryl or hydroxyl or amino groups and perfluorinated a double bond present on the surfaces activated carriers.

Description

CS 269 750 B1 1EN 269 750 B1 1

Vynález se týká způsobu imobilizace proteinů, například enzymů a protilátek pro pří-pravu heterogenních biokatalyzátorů, imunochemická stanovení na pevné fázi a afinitníchromatografii.The present invention relates to a method for immobilizing proteins, for example enzymes and antibodies, for the preparation of heterogeneous biocatalysts, solid phase immunochemical assays and affinity chromatography.

Pro přípravu imobilizovaných proteinů pro uvedené účely byla vypracována řada postu-pů, založených převážné na různých formách fixace bílkovin na vhodných nosičích. Pro-blematika imobilizace enzymů obecné použitelná i pro jiné bílkoviny je podrobné popsánav mnoha monografiích a přehledných článcích, například Chibata 1.: Imobilized Enzymes.In order to prepare the immobilized proteins for this purpose, a number of methods have been developed, predominantly based on various forms of protein fixation on suitable carriers. The problem of immobilization of enzymes generally applicable to other proteins is described in detail in many monographs and review articles, for example Chibata 1: Imobilized Enzymes.

Research and Development, Kodansha, Tokyo (1978), Goldatein L., Manecke G.: The chemistryResearch and Development, Kodansha, Tokyo (1978), Goldatein L., Manecke G .: The chemistry

of enzyme immobilization, Applied Biochemistry and Bioengineering, Academie Press, New Iof Enzyme Immobilization, Applied Biochemistry and Bioengineering, Academic Press, New I

York (1976), Wiseman A.: Handbock of enzyme biotechnology. Ellis Horwood, Chichester (1975), Káš 3., Marek M., Valentová O.s Imobilizované enzymy. (Principy imobilizace, vlastnosti a použití imobilizovaných enzymů), Mikrobiální technologie, Academia Praha * (1988), Marek M., Káš 3.; Techniky imobilizace enzymů kovalentní vazbou, Chem. průmysl 34, 337 (1984).York (1976), Wiseman, A. Handbock of enzyme biotechnology. Ellis Horwood, Chichester (1975), Kas 3., Marek M., Valentova O.s Immobilized Enzymes. (Principles of immobilization, properties and use of immobilized enzymes), Microbial technology, Academia Praha * (1988), Marek M., Káš 3 .; Techniques of Enzyme Immobilization by Covalent Binding, Chem. Industry 34, 337 (1984).

Nejjednoduééím způsobem imobilizace bílkovin je jejich sorpce na různé druhy nosičů.The easiest way to immobilize proteins is to adsorb them to different types of carriers.

Sorpční síly, které drží bílkovinu na povrchu nosiče jsou vSak v mnoha případech poměrněslabé a imobilizace je proto mnohdy nedostatečná. Z těchto důvodů se velmi často kombi-nuje sorpce s následným překřížením bílkovin na povrchu nosiče pomocí bifunkčních činidel.However, the sorption forces that hold the protein on the carrier surface are in many cases relatively weak and immobilization is therefore often inadequate. For these reasons, sorption is very often combined with subsequent cross-linking of proteins on the carrier surface with bifunctional agents.

Nejvíce propracovanou technikou imobilizace bílkovin je jejich navázání kovalentnívazbou na aktivovaný nosič obsahující reaktivní skupiny^ které vytvářejí kovalentní vaz-by s vhodnými skupinami imobilizované bílkoviny. K chemické vazbé enzymů nebo i jinýchbílkovin na nerozpustné nosiče lze využít celé řady funkčních skupin obsažených v bílkovin-né části molekuly enzymu, tj.» &- a £-aminoskupiny, eC,X3-karboxylové skupiny, eulf-hydrylové skupiny cysteinu, aromatické kruhy tyrosinu a tryptofanu, imidazolové skupinyhistidinu a hydroxylové skupiny šeřinu, threoninu a především tyrosinu. K základním typům reakcí využívajících uvedených funkčních skupin k imobilizaci bíl-kovin patří tvorba amidové vazby, alkylační metoda, diazotační metoda, substituční reak-ce thiol - disulfid, tvorba Schiffových basí, využití reaktivních isonitrilů předevšímve spojení s Ugiho reakcí atd. Výběr imobilizační techniky úzce souvisí s vlastnostmi použitého nosiče a s účelem,pro který má být ímobilizovaný enzym nebo jiná navázaná bílkovina použita. Obecně protonelze určitý způsob imobilizace označit jako nejvhodnější a jiné jako nevyhovující. Vol-ba druhu nosiče i způsobu imobilizace je v rozhodující míře determinována způsobem apli- * kace, pro který jsou enzymy nebo jiné bílkoviny imobilizovány.The most sophisticated technique for protein immobilization is their binding by covalent bonding to an activated carrier containing reactive groups that form covalent bonds with suitable immobilized protein moieties. The chemical linkage of enzymes or other proteins to insoluble carriers can be exploited by a variety of functional groups contained within the proteinaceous portion of the enzyme molecule, i.e., α-α-amino, εC, X 3 -carboxyl, cysteine, cysteine, aromatic tyrosine and tryptophan rings, imidazole groups of histidine and hydroxyl groups of serine, threonine and especially tyrosine. The basic types of reactions utilizing these functional groups for immobilization of proteins include amide bond formation, alkylation method, diazotation method, thiol-disulfide substitution reaction, Schiff base formation, utilization of reactive isonitriles primarily in conjunction with Ugi reactions, etc. relates to the properties of the carrier used and the purpose for which the immobilized enzyme or other bound protein is to be used. In general, protonellation can designate a particular mode of immobilization as the most suitable and the other unsuitable. The choice of carrier type and method of immobilization is largely determined by the method of application for which the enzymes or other proteins are immobilized.

Další navržený způsob imobilizace proteinů, například enzymů a protilátek podle vy-nálezu spočívá v tom, že se nosič obsahující hydroxylové, amino- neboósulfhydrylové sku-piny aktivuje působením perfluorovaných olefinů, například perfluorpropenu, perfluor-butadienu, perfluorcyklobutadienu, popřípadě za přítomnosti fluoridu draselného. Na tak-to aktivovaný nosič se potom naváže bílkovina kovalentní vazbou prostřednictvím svýchskupin schopných nukleofilní adice na perfluorovaný olefin navázaný na nosič. Výhoda způsobu imobilizace enzymů, protilátek a jiných bílkovin podle vynálezu spo-čívá především v pevnosti vytvořené kovalentní vazby a v možnosti imobilizace bílkovinna nosiče, které nevykazují výrazné sorpční vlastnosti, například na vnitřní stěnu skle-něných kapilár nebo trubiček a podobně.Another proposed method of immobilizing proteins, e.g., enzymes and antibodies, is to activate the carrier containing hydroxyl, amino or sulfhydryl groups by treatment with perfluorinated olefins such as perfluoropropene, perfluoro-butadiene, perfluorocyclobutadiene, optionally in the presence of potassium fluoride. The activated carrier is then ligated with a protein by covalent bonding through its groups capable of nucleophilic addition to the perfluorinated olefin bound to the support. The advantage of the method of immobilizing the enzymes, antibodies and other proteins of the invention is mainly due to the strength of the covalent bond formed and the possibility of immobilizing a protein carrier which does not exhibit significant sorption properties, for example to the inner wall of glass capillaries or tubes and the like.

Vynález je dokumentován příklady, aniž by se jimi omezoval.The invention is illustrated by the examples without limiting them.

Claims (1)

2 CS 269 750 81 Příklad 1 K 1 g porézního skla umístěného v skleněné ampuli byly přidány 3 ml nasyceného roz-toku bezvodého fluoridu draselného v acetonu a po odplynění na vakuové lince bylo přidáno0,44 g hexafluor-l,3-butadienu. Ampule byla zatavena a ponechána intenzívně třepat 50 h.Po otevření a odpaření nezreagovaného dienu bylo modifikované sklo zdekantováno v acetonua zbytky acetonu byly odstraněny na vakuové odparce. K 200 mg aktivovaného porézního skla bylo přidáno 10 mg -chymotrypsinu v 5 ml 0.1 MTris-HCl pufru pH 7,8 obsahujícím 60 % dimethylsulfoxidu. Po 16 h třepání při 4 °C * byl konjugát s imobilizovaným -chymotripsinem odsát, promyt střídavě tímto pufrem a 1 MNaCl v tomtéž pufru. Získaný konjugát vykazoval aktivitu 1 ^ukat na 1 g vlhkého nosiče(jako substrát byl použit methylester N-acetyl-L-phenylalaninu). I Příklad 2 Směs 3,8 g polysacharidu Sephadexu §-200, 4 g perfluorcyklobutanu a 0,3 g fluoridudraselného v 8 ml absolutního acetonitrilu byla zpracována shodným postupem jako v pří-kladu 1. K 200 mg aktivovaného nosiče v 5 ml 0.1 M fosfátovém pufru pH 7,2 bylo přidáno 10 mgglukosooxidasy a 5 yul katalasy a směs byla třepána 16 h při 4 °C. Potom byla směs zfil-trována. Získaný heterogenní biokatalyzátor po důkladném promytí střídavě 0.1 M fosfáto-vým pufrem pH 7,2 a 1 M NaCl v tomto pufru vykazoval glukosooxidasovou aktivitu 0,341yukat/l g vlhkého konjugátu. Příklad 3 Směs 1 g glycidylmethakrylátového polymeru modifikovaného 1,6-diaminohexanema 0,6 g perfluorhexatrilenu v 3 ml absolutního acetonitrilu byla zpracována shodným způ-sobem jako v příkladu 1. K 200 mg aktivovaného nosiče v 5 ml 0,1 M fosfátovém pufru pH 7,2 bylo přidáno 5 yulkatalasy a směs byla třepána 16 h při 4 °C. Shodným postupem jako v příkladu 2 byl získánkonjugát vykazující katalasovou aktivitu 5 yukat/g vlhkého nosiče. I Příklad 4 Vnitřní stěna skleněných trubiček, respektive kapilár byla aktivována protékajícími roztokem 3-chlor-nonafluor-l,5-hexadienu v acetonu nasyceném bezvodým fluoridem drasel- ným. Po promytí acetonem s 0,1 M fosfátovým pufrem pH 7,2 byla na vnitřní stěnu imobili-zována glukosooxidasa protékající trubičkou, respektive kapilárou v koncentraci 400 mgenzymu v 10 ml 0,1 M fosfátového pufru pH 7,2. Po promytí shodným pufrem byly trubičky,respektive kapiláry s navázanou glukosooxidasou použity pro stanovení glukosy ve forměprůtokové reakční elektrody ve spojení s kyslíkovým článkem Clarkova typu. PŘEDMĚT VYNÁLEZU Způsob imobilizace proteinů, například enzymů a protilárek pro přípravu heterogen-ních biokatalyzátorů, imunochemická stanovení a afinitní chromatografii na organickéi anorganické nosiče, obsahující hydroxylové amino nebo sulihydrylové skupiny, vyznaču-jící se tím, že se nosič aktivuje působením perfluorovaného olefinu, například per-fluorpropenu nebo perfluorcyklobutanu nebo fluorovaného dienu něco polyenu napříkladperfluor-1,3-butadienu nebo perfluorhexatrienu nebo 3-chlor-nonaíluor-1,5-hexadienu,popřípadě za přítomnosti fluoridu draselného, a na takto aktivovaný nosič se enzymy, CS 269 750 B1 3 protilátky nebo jiná bílkoviny imobilizují kovalentnl vazbou vytvořenou nukleofilní" adicísvých skupin například sulfhydrylových nebo hydroxylových nebo aminoskupin, na perfluoro-vanou dvojnou vazbu přítomnou na povrchu aktivovaného nosiče. 1 iEXAMPLE 1 To 1 g of porous glass placed in a glass vial was added 3 ml of saturated solution of anhydrous potassium fluoride in acetone and after degassing on a vacuum line, 0.44 g of hexafluoro-1,3-butadiene was added. The vial was sealed and allowed to shake vigorously for 50 h. After the unreacted diene was opened and evaporated, the modified glass was decanted in acetone and the acetone residues were removed on a vacuum evaporator. To 200 mg of activated porous glass was added 10 mg of chymmotrypsin in 5 ml of 0.1 MTris-HCl buffer pH 7.8 containing 60% of dimethyl sulfoxide. After 16 h shaking at 4 ° C *, the conjugate with immobilized γmotripsin was aspirated, washed alternately with this buffer and 1 MNaCl in the same buffer. The conjugate obtained showed 1 µg activity per 1 g wet carrier (N-acetyl-L-phenylalanine methyl ester was used as substrate). EXAMPLE 2 A mixture of 3.8 g of Sephadex polysaccharide-200, 4 g of perfluorocyclobutane and 0.3 g of fluoride potassium in 8 ml of absolute acetonitrile was treated in the same manner as in Example 1. To 200 mg of activated carrier in 5 ml of 0.1 M phosphate buffer pH 7.2, 10 mg of glucose oxidase and 5 µl of catalase were added and the mixture was shaken for 16 h at 4 ° C. The mixture was then filtered. The heterogeneous biocatalyst obtained after thorough washing alternately with 0.1 M phosphate buffer pH 7.2 and 1 M NaCl in this buffer exhibited a glucose oxidase activity of 0.341 yucat / l g wet conjugate. Example 3 A mixture of 1 g of 1,6-diaminohexane modified glycidyl methacrylate polymer 0.6 g of perfluorohexatrilene in 3 ml of absolute acetonitrile was treated in the same manner as in Example 1. To 200 mg of activated carrier in 5 ml of 0.1 M pH 7 phosphate buffer , 2 yul catalase was added and the mixture was shaken for 16 h at 4 ° C. By the same procedure as in Example 2, a conjugate having a catalase activity of 5 µg / g wet carrier was obtained. Example 4 The inner wall of glass tubes or capillaries was activated by flowing solution of 3-chloro-nonafluoro-1,5-hexadiene in acetone saturated with anhydrous potassium fluoride. After washing with acetone with 0.1 M phosphate buffer pH 7.2, the inner wall was immobilized with glucose oxidase flowing through a tube or capillary at a concentration of 400 mgenzyme in 10 ml of 0.1 M phosphate buffer pH 7.2. After washing with the same buffer, the glucosoxidase-bound tubes or capillaries were used to determine glucose in the form of a flow reaction electrode in conjunction with a Clark type oxygen cell. OBJECT OF THE INVENTION A method of immobilizing proteins, for example, enzymes and antibodies for the preparation of heterogeneous biocatalysts, immunochemical assays and affinity chromatography on organic inorganic carriers containing hydroxyl amino or silihydryl groups, characterized in that the carrier is activated by the action of a perfluorinated olefin, e.g. fluoro-propene or perfluorocyclobutane or a fluorinated diene, something polyene, for example, perfluoro-1,3-butadiene or perfluorohexatriene or 3-chlorononluoro-1,5-hexadiene, optionally in the presence of potassium fluoride, and the activated enzyme carrier, CS 269 750 B1 3 antibodies or other proteins immobilize covalent bond-formed nucleophilic "addition groups, for example, sulfhydryl or hydroxyl or amino groups, to perfluorinated double bond present on the surface of the activated carrier.
CS891903A 1989-03-28 1989-03-28 Method of proteins immobilization CS269750B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS891903A CS269750B1 (en) 1989-03-28 1989-03-28 Method of proteins immobilization

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS891903A CS269750B1 (en) 1989-03-28 1989-03-28 Method of proteins immobilization

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CS190389A1 CS190389A1 (en) 1989-09-12
CS269750B1 true CS269750B1 (en) 1990-05-14

Family

ID=5354544

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CS891903A CS269750B1 (en) 1989-03-28 1989-03-28 Method of proteins immobilization

Country Status (1)

Country Link
CS (1) CS269750B1 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
CS190389A1 (en) 1989-09-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5405766A (en) Immobilization of biologically active protein on a support with a 7-18 carbon spacer and a bifunctional phospholipid
US4352884A (en) Carrier having acrylate copolymer coating for immobilization of bioactive materials
US4885250A (en) Enzyme immobilization and bioaffinity separations with perfluorocarbon polymer-based supports
US4954444A (en) Enzyme immobilization and bioaffinity separations with perfluorocarbon polymer-based supports
Bı́lková et al. Oriented immobilization of galactose oxidase to bead and magnetic bead cellulose and poly (HEMA-co-EDMA) and magnetic poly (HEMA-co-EDMA) microspheres
JPH09510289A (en) Interference-eliminating agents for use in immunoassays
KR19990022896A (en) Denatured avidin and streptavidin molecules and use thereof
US5643731A (en) Use of pairs of leucine zipper peptides in immunoassay methods
Kim et al. Immobilization methods for affinity chromatography
CN1102594C (en) Agent for suppressing interference in immuno assaying
WO2000023478A1 (en) Squaric acid activated carrier usable for immobilisation of compounds containing amine groups
EP0579619A1 (en) Processing analytical reagents.
US5436147A (en) Heterobifunctional crosslinked agents for immobilizing molecules on plastic substrates
Suzuki et al. Efficient immobilization of proteins by modification of plate surface with polystyrene derivatives
IE902389A1 (en) Enzymatically binding bioactive materials to proteins
CS269750B1 (en) Method of proteins immobilization
JPH08509461A (en) Supports and methods for immobilizing polypeptides
EP0991944B1 (en) Methods for covalent immobilisation of biomolecules to a carrier by means of a his-tag
US5807997A (en) Method for immobilization of thiol compounds via activation of polymers, activated polymers, and products obtained by the method
US5136027A (en) Method for renaturing proteins in the presence of alkyl sulfate detergents
CN110551698B (en) Biological enzyme of cation grafted polymer, preparation method and immobilization method thereof
Ball et al. Filter paper disks as a matrix for manipulation of recombinant proteins
JPH0114240B2 (en)
JP2008044917A (en) Protein immobilization method
JPH0757760B2 (en) Immobilization method for biological substances