JPH05184374A - Non-aqueous enzymatic reaction process - Google Patents
Non-aqueous enzymatic reaction processInfo
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- JPH05184374A JPH05184374A JP4020501A JP2050192A JPH05184374A JP H05184374 A JPH05184374 A JP H05184374A JP 4020501 A JP4020501 A JP 4020501A JP 2050192 A JP2050192 A JP 2050192A JP H05184374 A JPH05184374 A JP H05184374A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、非水系酵素反応法に関
する。更に詳しくは、本発明は、医薬品、食品、農水産
物、化粧品及び有機中間原料の製造分野において、エス
テル類、ペプチド類などの生理活性物質及び化成品の製
造法に関して、各種の加水分解酵素を両親媒性高分子で
あるポリエチレングリコ−ル(PEG)で化学修飾し、
ある反応温度範囲において種々の有機溶媒に対して可溶
ならしめ、本化学修飾酵素を可溶化触媒として各種有機
合成に使用し、反応の終了時に反応溶液を冷却すること
により、該化学修飾酵素を反応系より析出せしめ、回収
後、繰り返し反応に供することを特徴とする酵素反応法
に関する。FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a non-aqueous enzymatic reaction method. More specifically, the present invention relates to a method for producing physiologically active substances such as esters and peptides and chemical products in the fields of producing pharmaceuticals, foods, agricultural and marine products, cosmetics and organic intermediate raw materials, and uses various hydrolases as parents. Chemically modified with polyethylene glycol (PEG), which is a water-soluble polymer,
The chemically modified enzyme is made soluble in various organic solvents within a certain reaction temperature range, and the chemically modified enzyme is used as a solubilizing catalyst for various organic syntheses. The present invention relates to an enzymatic reaction method, which comprises depositing from a reaction system, recovering it, and then repeating the reaction.
【0002】[0002]
【従来の技術及びその問題点】酵素は、生体細胞が産生
する一種の有機触媒であり、機能上は一般の化学触媒と
同様に見做すことができる。酵素反応は、 (1)温和な条件(常温、常圧)で反応が進行する。 (2)水溶液中で反応が進行する。 (3)反応は、高い特異性(反応特異性、基質特異性、
位置特異性、立体特異性)を示す。 (4)酵素には生分解性があり、反応の後処理が容易で
ある。 などの特徴を有しており、実際、各種の酵素を用い、緩
衝液若しくは有機溶媒−緩衝液あるいは有機溶媒を反応
溶媒として種々の分解、合成反応を行ない、有用物質を
製造することが試みられている。一方、酵素は蛋白質を
主要構成成分とするため、その生体触媒としての特性か
ら取扱上、種々の制限がある。一般に酵素は水溶性であ
り、通常の有機合成において用いられる基質には、有機
溶媒に可溶なものが多く、酵素、基質の両方を可溶化す
る溶媒を見いだすことは困難である。また、一般に酵素
は、有機溶媒に不溶で、溶解したとしても溶液中では不
安定であるとされている。このため化学触媒のように反
復使用することができず一反応ごとに多量の触媒を消費
するなど工業的な利用の面で不利である。2. Description of the Related Art Enzymes are a kind of organic catalyst produced by living cells, and can be regarded functionally as common chemical catalysts. The enzymatic reaction proceeds as follows: (1) Mild conditions (normal temperature, normal pressure). (2) The reaction proceeds in an aqueous solution. (3) The reaction has high specificity (reaction specificity, substrate specificity,
Position specificity, stereospecificity). (4) The enzyme has biodegradability, and the post-treatment of the reaction is easy. In fact, various enzymes are used, and various decomposition and synthesis reactions are performed using a buffer solution or an organic solvent-buffer solution or an organic solvent as a reaction solvent to actually produce a useful substance. ing. On the other hand, since the enzyme has a protein as a main constituent, it has various restrictions in handling due to its properties as a biocatalyst. In general, enzymes are water-soluble, and many substrates used in ordinary organic synthesis are soluble in organic solvents, and it is difficult to find a solvent that solubilizes both enzymes and substrates. Further, it is generally said that an enzyme is insoluble in an organic solvent and is unstable in a solution even if it is dissolved. For this reason, it cannot be used repeatedly like a chemical catalyst, and a large amount of catalyst is consumed for each reaction, which is disadvantageous in industrial use.
【0003】酵素を工業的に利用する際問題となる有機
溶媒中での安定性を向上させる方法が考案されている。
その一つは酵素の固定化であり、他の一つは酵素の化学
修飾による有機溶媒への可溶化及び安定化である。酵素
の固定化は酵素を水溶液中で種々の担体に物理的に吸着
固定、若しくは化学結合させたり、あるいは、架橋性の
高分子により酵素を包括することにより行なわれる。こ
のようにして調製された固定化酵素は、通常の酵素に比
較して有機溶媒に対する安定性が向上し、反応後、固定
化酵素を分離、回収することにより再使用が可能である
とされている。しかし、固定化による酵素の有機溶媒に
対する安定性の向上は、酵素分子の運動性が抑制された
結果であり、酵素自体の安定性は本質的には改善されて
はいない。又、このような固定化酵素は、有機溶媒に対
して不溶であるため溶液中で凝集体を形成し、触媒とし
て酵素分子が本来もつよりもはるかに少ない活性点しか
反応に使用されないと考えられ、その触媒活性は可溶化
酵素と比較して非常に低い。一方、両親媒性高分子であ
るポリエチレングリコ−ル(PEG)により酵素を化学
修飾することにより、酵素を種々の有機溶媒に対して可
溶化させると共にその安定性を向上させることができ
る。このようなポリエチレングリコ−ル修飾酵素は、文
献(Trend.Biotech.,4,190(1986),Cancer Biochem.Biop
hys.,7,175(1984)) などに開示されているように有機溶
媒に可溶であることから均一系での酵素反応が実現され
るために、固定化酵素あるいは非修飾酵素をサスペンジ
ョンとして用いる場合のような不均一系の反応に比べ、
はるかに高い反応性を有機溶媒中で実現することができ
る。しかしながら、このようなポリエチレングリコ−ル
修飾酵素は、有機溶媒、水溶液いずれに対しても可溶で
あるがために酵素の反応系からの回収が困難であり酵素
の繰り返し使用ができないという欠点がある。A method for improving the stability in an organic solvent, which is a problem when industrially using an enzyme, has been devised.
One is immobilization of the enzyme, and the other is solubilization and stabilization in an organic solvent by chemical modification of the enzyme. The immobilization of the enzyme is carried out by physically adsorbing and immobilizing the enzyme on various carriers in an aqueous solution or by chemically bonding it, or by encapsulating the enzyme with a crosslinkable polymer. The immobilized enzyme thus prepared has improved stability against an organic solvent as compared with a normal enzyme, and after the reaction, it is said that the immobilized enzyme can be reused by separating and recovering the immobilized enzyme. There is. However, the improvement in the stability of the enzyme with respect to the organic solvent by immobilization is a result of the motility of the enzyme molecule being suppressed, and the stability of the enzyme itself has not been essentially improved. In addition, since such an immobilized enzyme is insoluble in an organic solvent, it forms an aggregate in a solution, and it is considered that far fewer active sites than the enzyme molecule originally has as a catalyst are used for the reaction. , Its catalytic activity is very low compared to the solubilizing enzyme. On the other hand, by chemically modifying an enzyme with polyethylene glycol (PEG), which is an amphipathic polymer, the enzyme can be solubilized in various organic solvents and its stability can be improved. Such a polyethylene glycol modifying enzyme is described in the literature (Trend. Biotech., 4,190 (1986), Cancer Biochem. Biop.
hys., 7, 175 (1984)) etc., the enzyme reaction in a homogeneous system is realized because it is soluble in organic solvents, so when using immobilized enzyme or unmodified enzyme as a suspension. Compared to a heterogeneous reaction like
Much higher reactivity can be achieved in organic solvents. However, since such a polyethylene glycol modifying enzyme is soluble in both an organic solvent and an aqueous solution, it is difficult to recover the enzyme from the reaction system and the enzyme cannot be used repeatedly. ..
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】本発明者等はポリエチ
レングリコ−ル修飾酵素及び固定化酵素の利用上の利点
を生かし、欠点を克服する方法について鋭意検討を重ね
た結果、有機溶媒に可溶化したポリエチレングリコ−ル
修飾酵素をある反応温度で均一系触媒として用い、溶液
の温度を下げることにより該酵素を沈殿として回収で
き、繰り返し使用可能であることを見いだし、本発明に
到達した。以上の記述から明らかなように、本発明の目
的は、化学修飾酵素を有機溶媒中で触媒として用いる酵
素反応方法ならびに使用済酵素の回収と再使用方法を提
供することである。DISCLOSURE OF INVENTION Problems to be Solved by the Invention The inventors of the present invention have made extensive studies on a method of utilizing the advantages of using polyethylene glycol modifying enzyme and immobilized enzyme and overcoming the drawbacks, and as a result, solubilized in an organic solvent. The present inventors have found that the above-mentioned polyethylene glycol-modifying enzyme can be used as a homogeneous catalyst at a certain reaction temperature, and that the enzyme can be recovered as a precipitate by lowering the temperature of the solution, and can be repeatedly used. As is clear from the above description, an object of the present invention is to provide an enzymatic reaction method using a chemically modified enzyme as a catalyst in an organic solvent, and a method for recovering and reusing used enzymes.
【0005】[0005]
【問題を解決するための手段】本発明は、下記(1)な
いし(4)の構成を有する。 (1)両親媒性高分子ポリエチレングリコ−ルで化学修
飾した酵素を有機溶媒中で可溶化触媒として用いること
を特徴とする酵素反応法。 (2)(1)記載の酵素が、蛋白質分解酵素あるいは脂
質分解酵素のいずれかである酵素反応法。 (3)反応終了後、可溶化した酵素を反応溶液を冷却す
ることにより析出させ、反応系より分離、回収すること
を特徴とする前記(1)記載の酵素反応法。 (4)回収した化学修飾酵素を触媒として繰り返し使用
する前記(1)記載の酵素反応法。 上記(1)〜(4)を総括的に述べれば、本発明は、両
親媒性高分子ポリエチレングリコ−ルにより化学修飾さ
れた種々のポリエチレングリコ−ル修飾酵素を有機溶媒
中で該修飾酵素が可溶化する温度域において使用するこ
とにより、ペプチド合成反応、エステル交換反応などの
化学反応を均一系で効率良く行ない、反応停止後、該酵
素反応液を冷却することにより該修飾酵素を沈殿として
分離、回収し、繰り返し使用することを特徴とするポリ
エチレングリコ−ル修飾酵素の繰り返し使用法である。The present invention has the following constitutions (1) to (4). (1) An enzyme reaction method characterized by using an enzyme chemically modified with an amphipathic polymer polyethylene glycol as a solubilizing catalyst in an organic solvent. (2) An enzyme reaction method, wherein the enzyme described in (1) is either a proteolytic enzyme or a lipolytic enzyme. (3) After completion of the reaction, the solubilized enzyme is precipitated by cooling the reaction solution, and separated and recovered from the reaction system, wherein the enzyme reaction method described in (1) above. (4) The enzymatic reaction method according to (1) above, wherein the recovered chemically modified enzyme is repeatedly used as a catalyst. Summarizing the above (1) to (4), the present invention provides various polyethylene glycol modifying enzymes chemically modified with an amphipathic polymer polyethylene glycol in an organic solvent. When used in the solubilizing temperature range, chemical reactions such as peptide synthesis reactions and transesterification reactions can be efficiently performed in a homogeneous system, and after the reaction is stopped, the enzyme reaction solution is cooled to separate the modified enzyme as a precipitate. It is a method of repeatedly using a polyethylene glycol-modifying enzyme, which is characterized in that the polyethylene glycol-modified enzyme is recovered and repeatedly used.
【0006】本発明の構成と効果につき以下に詳述す
る。本発明において使用される蛋白質分解酵素としては
例えば、キモトリプシン、ズブチリシン、カルボキシペ
プチダ−ゼなどのセリンプロテア−ゼ、パパイン、ブロ
メレイン、フィシンなどのチオ−ルプロテア−ゼ、サ−
モリシンなどの金属プロテア−ゼをあげることができ、
脂質分解酵素としては代表的にはエステラ−ゼがあげら
れる。エステラ−ゼとしては、通常リパ−ゼが使用され
その起源、種類によりキャンデイダ属、ムコ−ル属、リ
ゾプス属、アスペルギルス属、ア−スロバクタ−属、、
シュドモナス属など、微生物起源であってもよいしブタ
膵臓などの動物起源あるいは植物起源のものも使用でき
る。しかし、目的の反応を達成しうる酵素であればいか
なるものであってもよく特に制限はない。The structure and effect of the present invention will be described in detail below. Examples of the proteolytic enzyme used in the present invention include serine proteases such as chymotrypsin, subtilisin, and carboxypeptidase; thiol proteases such as papain, bromelain, and ficin;
Metallic proteases such as moricin can be mentioned,
Typical examples of the lipolytic enzyme include esterase. As the esterase, lipase is usually used, and depending on its origin and type, genus Candida, genus Mucor, genus Rhizopus, genus Aspergillus, genus Athrobacter ,,
It may be of microbial origin such as Pseudomonas, or of animal origin such as porcine pancreas or of plant origin. However, there is no particular limitation as long as it is an enzyme that can achieve the desired reaction.
【0007】また、本発明で酵素の修飾剤として用いら
れるポリエチレングリコ−ル誘導体としては直鎖状のも
のでもまた枝分かれ構造を有するものでもよく、またそ
の分子量としては数千から数万のものを使用することが
できるが、修飾される酵素及び目的に応じて適宜選ぶこ
とができる。通常、ポリエチレングリコ−ル部分の分子
量5千〜1万程度のものが望ましい。本発明で使用する
有機溶媒としては、ヘキサン、トルエン、ベンゼン、酢
酸エチルなど用いることができるが、その選択にあたっ
ては修飾酵素、基質、生成物の溶解度を考慮する必要が
ある。反応温度は、ポリエチレングリコール修飾酵素が
可溶化する温度であればよいが通常、30−80℃が望
ましい。The polyethylene glycol derivative used as an enzyme modifier in the present invention may be linear or branched, and its molecular weight is from several thousand to tens of thousands. Although it can be used, it can be appropriately selected depending on the enzyme to be modified and the purpose. Usually, a polyethylene glycol portion having a molecular weight of about 5,000 to 10,000 is desirable. As the organic solvent used in the present invention, hexane, toluene, benzene, ethyl acetate and the like can be used, but in selecting them, it is necessary to consider the solubility of the modifying enzyme, the substrate and the product. The reaction temperature may be a temperature at which the polyethylene glycol-modifying enzyme is solubilized, but usually 30-80 ° C is desirable.
【0008】以下、実施例により本発明を説明する。 実施例1(ポリエチレングリコ−ル修飾パパインの調
整) パパインの0.05M酢酸緩衝液懸濁液(シグマ社製、
25mgタンパク/ml、活性:19U/mgタンパ
ク)16mlを0.05Mリン酸緩衝液(pH7.2)
80mlに溶解し、メトキシポリエチレングリコ−ル
(日本油脂(株)製、分子量約5000)9.6gを撹
拌しながら添加し、室温で更に40分間撹拌した。反応
終了後、0.05Mリン酸緩衝液(pH7.2)200
ml及び純水500mlを加え、不溶物を濾過した。次
に、濾液を限外濾過膜(アミコン社製、PM−10)を
用いて、3.8Kgf/cm2 の圧力下に限外濾過し、その
後、濾過器内に残存した溶液(124ml)を純水に対
して1晩透析した。透析終了後、溶液を凍結乾燥し、
3.8gのポリエチレングリコ−ル修飾パパインを得
た。得られたPEG−パパインは、アミノ基の定量及び
加水分解活性の測定より、パパイン分子中の遊離のアミ
ノ基のうち74%が修飾されており、その残存加水分解
活性は50%であった。The present invention will be described below with reference to examples. Example 1 (Preparation of polyethylene glycol-modified papain) Papain 0.05M acetate buffer suspension (manufactured by Sigma)
16 mg of 25 mg protein / ml, activity: 19 U / mg protein) in 0.05M phosphate buffer (pH 7.2)
It was dissolved in 80 ml, 9.6 g of methoxypolyethylene glycol (produced by NOF CORPORATION, molecular weight: about 5000) was added with stirring, and the mixture was further stirred at room temperature for 40 minutes. After completion of the reaction, 0.05M phosphate buffer (pH 7.2) 200
ml and pure water 500 ml were added, and the insoluble matter was filtered. Next, the filtrate was ultrafiltered using an ultrafiltration membrane (PM-10, manufactured by Amicon) under a pressure of 3.8 Kgf / cm 2 , and then the solution (124 ml) remaining in the filter was removed. It was dialyzed against pure water overnight. After dialysis, freeze-dry the solution,
3.8 g of polyethylene glycol modified papain was obtained. In the obtained PEG-papain, 74% of the free amino groups in the papain molecule were modified by quantifying the amino group and measuring the hydrolytic activity, and the residual hydrolytic activity was 50%.
【0009】実施例2(ポリエチレングリコ−ル修飾パ
パインのトルエン溶液からの回収の検討) 実施例1において得られたポリエチレングリコ−ル修飾
パパイン40mgをジチオスレイト−ル3mg/ mlを
含む水飽和トルエン4mlに30℃にて溶解させ(酵素
タンパク量:0.05mg/ ml)、この溶液のうち1
50μlを採取し、エバポレ−タ−によりトルエンを留
去後、残渣を純水3mlに溶解し、タンパク量を278
mmでの吸光度により定量した。(溶存酵素量) 次に、残りの溶液を15分間氷冷し、沈殿を生成させ、
小型卓上遠心機にて遠心分離(10,000rpm,3
分)し、この上清液のうち150μlを採取し、エバポ
レ−タ−によりトルエン留去後、残渣を純水3mlに溶
解し、タンパク量を278mmでの吸光度で定量した(上
清酵素量)。同様の操作を更に2回繰り返しそれぞれの
溶存酵素量及び上清酵素量を定量した。繰り返し操作に
おける酵素量の定量結果を表1に示す。Example 2 (Study on recovery of polyethylene glycol-modified papain from toluene solution) 40 mg of polyethylene glycol-modified papain obtained in Example 1 was added to 4 ml of water-saturated toluene containing 3 mg / ml of dithiothreitol. Dissolve at 30 ℃ (enzyme protein amount: 0.05mg / ml), 1 of this solution
50 μl was collected, toluene was distilled off by an evaporator, the residue was dissolved in 3 ml of pure water, and the protein amount was 278
It was quantified by the absorbance in mm. (Dissolved enzyme amount) Next, the remaining solution was ice-cooled for 15 minutes to form a precipitate,
Centrifuge with a small tabletop centrifuge (10,000 rpm, 3
Then, 150 μl of this supernatant was collected, the toluene was distilled off with an evaporator, the residue was dissolved in 3 ml of pure water, and the protein amount was quantified by the absorbance at 278 mm (supernatant enzyme amount). .. The same operation was repeated twice more to quantify the dissolved enzyme amount and supernatant enzyme amount. Table 1 shows the quantitative results of the enzyme amount in the repeated operation.
【0010】[0010]
【表1】 [Table 1]
【0011】表1の結果より、トルエン中30℃におい
て溶解したポリエチレングリコ−ル修飾パパインは、氷
冷、遠心分離の操作により90%以上回収することがで
きた。From the results shown in Table 1, it was possible to recover 90% or more of polyethylene glycol-modified papain dissolved in toluene at 30 ° C. by ice cooling and centrifugation.
【0012】実施例3(ポリエチレングリコ−ル修飾パ
パインの酢酸エチル溶液からの回収の検討) 実施例2において、トルエンの代わりに酢酸エチルを用
いること及び修飾酵素の溶解温度を37℃とすること以
外は実施例2と同様にして実験を行った。結果を表2に
示す。Example 3 (Study on recovery of polyethylene glycol modified papain from ethyl acetate solution) In Example 2, except that ethyl acetate was used in place of toluene and the melting temperature of the modifying enzyme was 37 ° C. The experiment was performed in the same manner as in Example 2. The results are shown in Table 2.
【0013】[0013]
【表2】 [Table 2]
【0014】表2の結果より、酢酸エチル中37℃にお
いて溶解したポリエチレングリコ−ル修飾パパインは、
氷冷、遠心分離の操作により97%以上回収することが
できた。From the results shown in Table 2, the polyethylene glycol-modified papain dissolved in ethyl acetate at 37 ° C. was
It was possible to recover 97% or more by ice-cooling and centrifugation.
【0015】実施例4(ポリエチレングリコール修飾パ
パインによるペプチド合成) ジチオスレイトール9mgを溶解した水飽和トルエン3
mlにベンゾイルアラニンメチルエステル(Bz−Al
a−OMe)及びトリエチルアミンで中和したロイシン
メチルエステル塩酸塩(Leu−OMeHCl)をそれ
ぞれ48mM,50mM溶解したものを基質溶液とし
た。この基質溶液3mlに実施例1で調製したポリエチ
レングリコール修飾パパイン30mgを加え25℃にて
反応を開始した。10分間反応後、反応液のうち10μ
lを採取し、高速液体クロマトグラフィーにより生成す
るオリゴペプチドを定量した。また、同時に残った反応
液を15分間氷冷し、ポリエチレングリコール修飾酵素
を沈殿させ、卓上型ミニ遠心機にて遠心分離(10,0
00rpm、3分)を行った後、上清液をデカンテーシ
ョンによって除き、沈殿を0.6mlの氷冷トルエンで
2回洗浄した後、修飾酵素を回収した。得られたポリエ
チレングリコ−ル修飾酵素の蛋白量を実施例2と同様に
定量した。基質溶液3mlに回収した修飾酵素を加え
て、2回目の反応を行った。同様の操作を5回繰り返し
た。第1回目の操作により生成したペプチドは、ベンゾ
イルアラニルロイシンメチルエステル(Bz−Ala−
Leu−OMe)及びベンゾイルアラニルロイシルロイ
シンメチルエステル(Bz−Ala−(Leu) 2 −O
Me)であり、ペプチド合成収率は、基質であるベンゾ
イルアラニンメチルエステル(Bz−Ala−OMe)
に対して97%であった。繰り返し操作における酵素蛋
白回収率とペプチド合成収率を表3に示した。Example 4 (Synthesis of peptide by polyethylene glycol-modified papain) Water-saturated toluene 3 in which 9 mg of dithiothreitol was dissolved
Benzoylalanine methyl ester (Bz-Al
a-OMe) and triethylamine-neutralized leucine methyl ester hydrochloride (Leu-OMeHCl) dissolved in 48 mM and 50 mM, respectively, were used as a substrate solution. 30 mg of the polyethylene glycol-modified papain prepared in Example 1 was added to 3 ml of this substrate solution, and the reaction was started at 25 ° C. After reacting for 10 minutes, 10μ of the reaction solution
1 was collected and the oligopeptide produced was quantified by high performance liquid chromatography. At the same time, the remaining reaction solution was ice-cooled for 15 minutes to precipitate the polyethylene glycol-modified enzyme, which was then centrifuged (10,0
00 rpm, 3 minutes), the supernatant was removed by decantation, and the precipitate was washed twice with 0.6 ml of ice-cold toluene, and then the modified enzyme was recovered. The protein amount of the obtained polyethylene glycol modifying enzyme was quantified in the same manner as in Example 2. The modified enzyme recovered was added to 3 ml of the substrate solution, and the second reaction was performed. The same operation was repeated 5 times. The peptide produced by the first operation was benzoylalanyl leucine methyl ester (Bz-Ala-
Leu-OMe) and benzoylalanyl leucyl leucine methyl ester (Bz-Ala- (Leu) 2 -O.
Me), and the peptide synthesis yield is benzoylalanine methyl ester (Bz-Ala-OMe) which is the substrate.
Against 97%. Table 3 shows the enzyme protein recovery rate and peptide synthesis yield in the repeated operation.
【0016】[0016]
【表3】 [Table 3]
【0017】比較例1(非修飾パパインによるペプチド
合成) 実施例4において酵素としてポリエチレングリコール修
飾酵素のかわりに非修飾パパインを用いること以外同じ
反応条件でペプチド合成を行った。10分間反応後、反
応液のうち10μlを採取し、高速液体クロマトグラフ
ィーにより生成するオリゴペプチドを定量した。結果、
生成物の蓄積は全く認められなかった。Comparative Example 1 (Peptide Synthesis with Unmodified Papain) Peptide synthesis was carried out under the same reaction conditions as in Example 4 except that unmodified papain was used as the enzyme instead of the polyethylene glycol modified enzyme. After reacting for 10 minutes, 10 μl of the reaction solution was sampled and the amount of oligopeptide produced was quantified by high performance liquid chromatography. result,
No product accumulation was observed.
【0018】実施例5(ポリエチレングリコール修飾パ
パインによるペプチド合成) 実施例4において溶媒としてトルエンの代わりに酢酸エ
チルを用いること、及び酵素の溶解と反応温度を37℃
とする以外は、実施例4と同様の操作を行い、3回の繰
り返し使用を行った。各操作における酵素蛋白回収率と
ペプチド合成収率を表4に示した。Example 5 (Synthesis of peptide by polyethylene glycol modified papain) In Example 4, ethyl acetate was used in place of toluene as a solvent, and the enzyme was dissolved and the reaction temperature was 37 ° C.
The same operation as in Example 4 was carried out except that the above was used, and repeated use was repeated 3 times. The enzyme protein recovery rate and peptide synthesis yield in each operation are shown in Table 4.
【0019】[0019]
【表4】 [Table 4]
【0020】実施例6(ポリエチレングリコール修飾リ
パーゼの調製) リゾプス属由来のリパーゼF−AP(天野製薬)60m
gを10mlの0.4Mホウ酸緩衝液(pH10.0)
に溶解し、これに活性化ポリエチレングリコールPEG
2(生化学工業(株)製、分子量10、000)0.8
gを加え、室温で攪拌しながら反応させた。30分間反
応後、0.1Mホウ酸緩衝液(pH8.0)100ml
を加えて反応を停止した。未反応のポリエチレングリコ
ールは、限外濾過膜(アミコン社製、PM−30)を用
いて除去した。得られた修飾酵素溶液は、純水に対して
1昼夜透析したのち凍結乾燥によりポリエチレングリコ
ール修飾リパーゼ0.3gを得た。アミノ基の定量及び
加水分解活性の測定によりリパーゼのポリエチレングリ
コールによる修飾率は60%非修飾酵素の75%の活性
を保持した。Example 6 (Preparation of polyethylene glycol-modified lipase) Lipase F-AP derived from the genus Rhizopus (Amano Pharmaceutical Co., Ltd.) 60 m
g to 10 ml of 0.4 M borate buffer (pH 10.0)
Dissolved in activated polyethylene glycol PEG
2 (manufactured by Seikagaku Corporation, molecular weight 10,000) 0.8
g was added and reacted at room temperature with stirring. After reacting for 30 minutes, 100 ml of 0.1 M borate buffer (pH 8.0)
Was added to stop the reaction. Unreacted polyethylene glycol was removed using an ultrafiltration membrane (PM-30, manufactured by Amicon). The resulting modified enzyme solution was dialyzed against pure water for one day and then freeze-dried to obtain 0.3 g of polyethylene glycol-modified lipase. The rate of modification of the lipase with polyethylene glycol was 60% and the activity of 75% of the unmodified enzyme was retained by quantifying the amino group and measuring the hydrolysis activity.
【0021】実施例7(ポリエチレングリコール修飾リ
パーゼのトルエン溶液からの回収の検討) 実施例2において酵素としてポリエチレングリコール修
飾パパインのかわりに実施例6により得たポリエチレン
グリコール修飾リパーゼを用いること、ジチオスレイト
ールを溶液に添加しないことおよび溶解させるポリエチ
レングリコール修飾リパーゼの量を20mg(濃度、5
mg/ml)とすること以外同じ条件で酵素蛋白の回収
量を定量した。結果を表5に示した。Example 7 (Study on Recovery of Polyethylene Glycol Modified Lipase from Toluene Solution) In Example 2, the polyethylene glycol modified lipase obtained in Example 6 was used as the enzyme instead of the polyethylene glycol modified papain, and dithiothreitol was used. Is added to the solution and the amount of polyethylene glycol-modified lipase dissolved is 20 mg (concentration, 5
(mg / ml) except that the amount of enzyme protein recovered was quantified under the same conditions. The results are shown in Table 5.
【0022】[0022]
【表5】 [Table 5]
【0023】実施例8(ポリエチレングリコール修飾リ
パーゼによるエステル交換) 実施例7において調製したポリエチレングリコール修飾
リパーゼ20mgを1−ペンチン−3−オール(HC≡
C−CH(OH)−CH2 −CH3 )0.1mM、ラウ
リン酸ビニル0.1mMを含むトルエン中に加え、30
℃にて反応させた。24時間反応後、反応液を0℃にて
15分間氷冷した後遠心分離によりポリエチレングリコ
ール修飾酵素を回収するとともに生成した1−ペンチン
−3−オール−ラウリン酸エステルの量をガスクロマト
グラフィーにより定量した。その結果、ポリエチレング
リコール修飾リパーゼの回収率は90%であり、反応収
率50%で1−ペンチン−3−オール−ラウリン酸エス
テルが得られた。Example 8 (Transesterification with polyethylene glycol-modified lipase) 20 mg of the polyethylene glycol-modified lipase prepared in Example 7 was added to 1-pentyn-3-ol (HC≡
C-CH (OH) -CH 2 -CH 3) 0.1mM, is added to toluene containing vinyl laurate 0.1 mM, 30
The reaction was carried out at ° C. After reacting for 24 hours, the reaction solution was ice-cooled at 0 ° C. for 15 minutes and then centrifuged to collect the polyethylene glycol-modified enzyme, and the amount of 1-pentyn-3-ol-lauric acid ester produced was quantified by gas chromatography. did. As a result, the recovery of polyethylene glycol-modified lipase was 90%, and 1-pentyn-3-ol-lauric acid ester was obtained with a reaction yield of 50%.
【0024】比較例2(非修飾リパーゼによるエステル
交換反応) 実施例8において、ポリエチレングリコール修飾リパー
ゼの代わりに非修飾リパーゼ5mgを用いて反応を行っ
たが、48時間の反応を行っても反応の進行は全く認め
られなかった。Comparative Example 2 (Transesterification Reaction with Unmodified Lipase) In Example 8, the reaction was carried out using 5 mg of unmodified lipase instead of the polyethylene glycol modified lipase. No progress was observed.
【0025】[0025]
【発明の効果】本発明により、有機溶媒中における各種
酵素反応を効率良く行うとともに使用した酵素を容易に
回収し、繰り返し使用することが可能となった。EFFECTS OF THE INVENTION According to the present invention, various enzyme reactions in an organic solvent can be efficiently carried out, and the used enzyme can be easily recovered and repeatedly used.
Claims (4)
で化学修飾した酵素を有機溶媒中で可溶化触媒として用
いることを特徴とする酵素反応法。1. An enzyme reaction method, which comprises using an enzyme chemically modified with an amphipathic polymer polyethylene glycol as a solubilizing catalyst in an organic solvent.
あるいは脂質分解酵素のいずれかである酵素反応法。2. An enzyme reaction method, wherein the enzyme according to claim 1 is either a proteolytic enzyme or a lipolytic enzyme.
を冷却することにより析出させ、反応系より分離、回収
することを特徴とする請求項第1項記載の酵素反応法。3. The enzymatic reaction method according to claim 1, wherein after the completion of the reaction, the solubilized enzyme is precipitated by cooling the reaction solution, and separated and recovered from the reaction system.
返し使用する請求項第1項記載の酵素反応法。4. The enzymatic reaction method according to claim 1, wherein the recovered chemically modified enzyme is repeatedly used as a catalyst.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4020501A JPH05184374A (en) | 1992-01-09 | 1992-01-09 | Non-aqueous enzymatic reaction process |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4020501A JPH05184374A (en) | 1992-01-09 | 1992-01-09 | Non-aqueous enzymatic reaction process |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05184374A true JPH05184374A (en) | 1993-07-27 |
Family
ID=12028914
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4020501A Pending JPH05184374A (en) | 1992-01-09 | 1992-01-09 | Non-aqueous enzymatic reaction process |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH05184374A (en) |
-
1992
- 1992-01-09 JP JP4020501A patent/JPH05184374A/en active Pending
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