JPS6017513B2 - Immobilized enzyme reaction method - Google Patents
Immobilized enzyme reaction methodInfo
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- JPS6017513B2 JPS6017513B2 JP15059277A JP15059277A JPS6017513B2 JP S6017513 B2 JPS6017513 B2 JP S6017513B2 JP 15059277 A JP15059277 A JP 15059277A JP 15059277 A JP15059277 A JP 15059277A JP S6017513 B2 JPS6017513 B2 JP S6017513B2
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明はポリイオンコンプレツクスに固定化された酵素
または菌体を用いて酵素反応を行なう方法に関するもの
である。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a method for carrying out an enzymatic reaction using an enzyme or bacterial cells immobilized on a polyion complex.
詳しくは酵素または酵素活性を有する菌体をポリカチオ
ンポリマーとポリアニオンポリマーとから形成されるポ
リィオンコンプレックスに吸着固定化せしめた水不溶性
の酵素活性物質を用いて酵素反応を行なう方法に関する
ものであり、このようなポリイオンコンプレツクスを利
用した酵素固定化方法についての報告例は今まで知られ
ていない。近年酵素または菌体の固定化に関して、固定
化技術の開発、固定化された水不綾性の酵素活性物質を
用いての酵素反応プ。Specifically, the present invention relates to a method of carrying out an enzyme reaction using a water-insoluble enzyme active substance in which an enzyme or a bacterial cell having enzyme activity is adsorbed and immobilized on a polyion complex formed from a polycationic polymer and a polyanionic polymer. Until now, there have been no known reports on enzyme immobilization methods using such polyion complexes. In recent years, with regard to the immobilization of enzymes or bacterial cells, we have developed immobilization techniques and enzyme reaction protocols using immobilized hydrophobic enzymatically active substances.
セスの開発には自覚しいものがある。従来の酵素反応が
水熔性の酵素を用い、酵素は1回ごとに使い捨てされて
きたのに対し、固定化酵素プロセスでは、酵素が長時間
反復使用できる上に、反応方式をバッチ法から連続法に
変えることが可能になったため反応を極めて効率的、経
済的に行なえると云う利点がある。然しながら、固定化
酵素に関する従来の膨大な報告に比し、実際に工業化さ
れた技術の例は、わずか数例に過ぎない。その理由とし
て、従来報告されている固定化方法が繁雑であり実際的
でなかったり、固定化に手間をかけた割に寿命が短いた
め固定化の利点がない等、工業的に実施する場合には多
くの問題点があった。また、従来の方法はある酵素系に
適用可能な方法も他の系には適用できないと云うものが
多かった。従って固定化の工程が簡単であり、しかも汎
用性のある固定化技術の開発が待望されている。本発明
者は、か)る要求に適応した新しい固定化技術を関発す
べく鋭意研究を重ねた結果本発明に到達した。本発明は
ポリカチオンポリマ−とポリアニオンポリマーとから形
成される水不熔性のポリィオンコンプレツクスに吸着固
定化された酵素または菌体を用いることを特徴とする酵
素反応方法に関するものである。There is something self-aware about Seth's development. Conventional enzyme reactions use water-soluble enzymes, which are discarded after each use. However, in the immobilized enzyme process, enzymes can be used repeatedly for long periods of time, and the reaction method can be changed from a batch method to a continuous method. It has the advantage that the reaction can be carried out extremely efficiently and economically since it has become possible to convert it into a method. However, compared to the vast amount of previous reports on immobilized enzymes, only a few examples have actually been commercialized. The reasons for this are that the immobilization methods that have been reported so far are complicated and impractical, and that there is no advantage to immobilization because the lifespan is short despite the time and effort required for immobilization. had many problems. Furthermore, in many conventional methods, methods applicable to one enzyme system cannot be applied to other systems. Therefore, there is a long-awaited development of an immobilization technique that has a simple immobilization process and is versatile. The present inventor has arrived at the present invention as a result of intensive research into a new immobilization technology that meets the above requirements. The present invention relates to an enzyme reaction method characterized by using an enzyme or bacterial cells adsorbed and immobilized on a water-insoluble polyion complex formed from a polycationic polymer and a polyanionic polymer.
従来からポリマーイオンと酵素たん白または菌体との相
互作用についてはよく知られている。The interaction between polymer ions and enzyme proteins or bacterial cells has been well known.
例えば不落・性のポリマーイオンであるイオン交換樹脂
に酵素を吸着せしめることもその1例と云える。水溶性
のポリマーイオンと酵素たん白がコンプレックスを形成
しある場合には、水不溶性になって沈澱することを利用
して酵素の分離・精製の手段に用いられることも知られ
ている。また菌体の懸濁液にポリエチレンィミンのよう
なポリマーイオンを添加して、菌体を凝集沈澱せしめる
ことも知られている。しかしながら、酵素または菌体と
ポリマーイオンが相互作用しても必ずしも凝集沈澱する
とは限らず、また例え沈澱したとしても固定化酵素剤と
して使用するに通さないような形態であることが多い。For example, one example is the adsorption of enzymes onto an ion exchange resin, which is a polymer ion that does not fall off. It is also known that when water-soluble polymer ions and enzyme proteins form a complex, they become water-insoluble and precipitate, which can be used as a means of separating and purifying enzymes. It is also known to add polymer ions such as polyethyleneimine to a suspension of bacterial cells to cause the bacterial cells to coagulate and precipitate. However, even when enzymes or bacterial cells interact with polymer ions, they do not necessarily coagulate and precipitate, and even if they do precipitate, they are often in a form that cannot be used as an immobilized enzyme agent.
水に不溶性の架橋されたポリマーイオンであるイオン交
モ期間脂に酵素を吸着担特せしめる方法は、ある場合に
はすぐれた方法であるが多くの場合、吸着された酵素が
脱離し易いと云う欠点がある。本発明者は、ポリマーイ
オンと酵素または菌体の相互作用に着目すると共に従来
知られているような上述の諸法の欠陥を克服した新しい
固定化方法として、ポリカチオンポリマーとポリアニオ
ンポリマーとから形成されるポリイオンコンプレツクス
に酵素または酵素活性を有する菌体を固定化する方法を
開発し、本発明を完成するに至った。The method of adsorbing enzymes on ion exchanger lipids, which are water-insoluble cross-linked polymer ions, is an excellent method in some cases, but in many cases, the adsorbed enzymes are easily desorbed. There are drawbacks. The present inventor focused on the interaction between polymer ions and enzymes or microbial cells, and developed a new immobilization method that overcomes the deficiencies of the previously known methods described above. The present inventors have developed a method for immobilizing enzymes or bacterial cells having enzyme activity onto polyion complexes, and have completed the present invention.
水溶性のポリカチオンポリマーとポリアニオンポリマ−
とから水不溶性のポリィオンコンプレックスが形成され
ることは知られていたが、本発明者は水溶液中からポリ
ィオンコンプレックスが生成、沈澱する際に、酵素また
は菌体が共存する時ポリィオンコンプレックスに酵素ま
たは菌体が効率よく吸着固定化され、このものが固定化
酵素剤として使用できることを見出した。このようなポ
リィオンコンプレックスに酵素または酵素活性を有する
菌体を吸着固定化せしめた不溶性酵素活性物質を使用し
て酵素反応を行なうことは従来全く知られていない新規
な方法である。Water-soluble polycationic and polyanionic polymers
It was known that a water-insoluble polyion complex is formed from aqueous solution, but the present inventor discovered that when a polyion complex is generated and precipitated from an aqueous solution, when enzymes or bacterial cells coexist, the polyion complex is formed. It has been found that enzymes or bacterial cells can be efficiently adsorbed and immobilized, and this product can be used as an immobilized enzyme agent. It is a novel and completely unknown method to carry out an enzyme reaction using an insoluble enzymatically active substance in which an enzyme or a bacterial cell having enzymatic activity is adsorbed and immobilized on such a polyion complex.
また本発明者は、ある場合にはあらかじめ、ポリ力チオ
ンポリマ−とポリアニオンポリマーとからポリィオンコ
ンプレックスを形成せしめた後、水性媒体中で酵素また
は酵素活性を有する菌体と接触せしめる方法によっても
酵素または菌体をポリィオンコンプレックスに吸着固定
化させることができ、このものが固定化酵素剤として使
用できることも見出した。本発明方法は固定化の操作が
極めて簡便であると云う利点がある他、適用範囲が極め
て広い汎用性のある固定化方法であることも特徴の一つ
である。本発明において固定化の対象となる酵素または
酵素活性を有する菌体の態様としては菌体培養液、洗浄
菌体、菌体破砕物、粗酵素抽出液、粗製酵素、精製酵素
等があげられる。In some cases, the present inventors have also discovered that a polyion complex may be formed in advance from a polythionic polymer and a polyanionic polymer, and then brought into contact with an enzyme or a bacterial cell having enzyme activity in an aqueous medium. It was also discovered that bacterial cells can be adsorbed and immobilized on polyion complexes, and that this product can be used as an immobilized enzyme agent. The method of the present invention has the advantage that the immobilization operation is extremely simple, and one of its characteristics is that it is a versatile immobilization method that has an extremely wide range of applications. In the present invention, embodiments of enzymes or bacterial cells having enzyme activity to be immobilized include bacterial cell culture fluids, washed bacterial cells, crushed bacterial cells, crude enzyme extracts, crude enzymes, purified enzymes, and the like.
また、本発明は、任意の酵素もしくは酵素活性を有する
菌体(細菌、放線菌、酵母、カビ等)を用いる酵素反応
に適用できる。本発明に使用できる酵素としては、例え
ば、グルコースィソメラーゼ、ィンベルターゼ、グルコ
アミラーゼ、Qーアミラーゼ、P−アミラーゼ、プルラ
ナーゼ、セルラーゼ、キモトリプシン、パパイン、リパ
ーゼ、アミノアシラーゼ、シスヱポキシコハク酸ハイド
ロラーゼ、フマラーゼ、アス/ぐルターゼ、アス/ぐラ
ギ1ナーゼ、ウレアーゼ、カタラーゼ、パーオキシダー
ゼ、Lーアミノ酸オキシターゼ、グルタチオンレダクタ
−ゼ等があげられる。また酵素活性を有する菌体として
は、例えばアルカリゲネス、バチルス、ミクロコツカス
、ブレビバクテリウム、コリネバクテリウム、アルスロ
バクター、ノカルデイア、ストレプトマイセス、ベニシ
リウム、サツカロミセス等の属に属する菌体があげられ
る。本発明において用いられるポリマーイオンとしては
、ポリスチレンスルホン酸、ポリ硫酸ピニル、リグニン
スルホン酸等の強酸性の水溶性ポリアニオン、ポリグル
タミン酸、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、ァルギ
ン酸等の弱酸性の水溶性ポリアニオン、ポリビニルベン
ジルトリメチルアンモニウム塩、ポリビニルーNーメチ
ルピリジニウム塩等の強塩基型水溶性ポリカチオン、ポ
リビニルピリジン、ポリエチレンイミン、ポリリジン等
の弱塩基型水溶性ポリカチオン等があげられる。Furthermore, the present invention can be applied to enzymatic reactions using any enzyme or microbial cells having enzymatic activity (bacteria, actinomycetes, yeast, mold, etc.). Examples of enzymes that can be used in the present invention include glucose isomerase, invertase, glucoamylase, Q-amylase, P-amylase, pullulanase, cellulase, chymotrypsin, papain, lipase, aminoacylase, cis-epoxysuccinate hydrolase, and fumarase. , as/glutase, as/glutase, urease, catalase, peroxidase, L-amino acid oxidase, glutathione reductase, and the like. Examples of microbial cells having enzyme activity include microbial cells belonging to genera such as Alcaligenes, Bacillus, Micrococcus, Brevibacterium, Corynebacterium, Arthrobacter, Nocardia, Streptomyces, Benicillium, and Satucharomyces. Polymer ions used in the present invention include strongly acidic water-soluble polyanions such as polystyrene sulfonic acid, polypynylsulfate, and ligninsulfonic acid; weakly acidic water-soluble polyanions such as polyglutamic acid, polyacrylic acid, polymethacrylic acid, and alginic acid. Examples include strong base-type water-soluble polycations such as polyanions, polyvinylbenzyltrimethylammonium salts, and polyvinyl-N-methylpyridinium salts, and weakly base-type water-soluble polycations such as polyvinylpyridine, polyethyleneimine, and polylysine.
また水不溶性の架橋高分子イオンである通常のカチオン
交換樹脂、ァニオン交換樹脂を本発明においてポリィオ
ンコンプレツクスを形成する一方のポリマーイオン成分
として用いることもできる。上記のような有機性のポリ
マーイオンの他縮合ケイ酸塩等の無機性ポリアニオンポ
リマ−を用いることも可能でありその一例として水ガラ
スをあげることができる。本発明においては、使用する
ポリカチオンポリマ−、ポリアニオンポリマ−の組合せ
の少くとも一方が、水瀞性のポリマーイオンであること
が本発明方法を実施する際の好ましい条件である。Furthermore, ordinary cation exchange resins and anion exchange resins, which are water-insoluble crosslinked polymer ions, can also be used as one of the polymer ion components forming the polyion complex in the present invention. In addition to the above-mentioned organic polymer ions, it is also possible to use inorganic polyanionic polymers such as condensed silicates, and water glass is one example. In the present invention, it is a preferable condition for carrying out the method of the present invention that at least one of the combination of polycationic polymer and polyanionic polymer used is a water-repellent polymer ion.
ポリマーイオンとして実際にどのような組合せを用いる
かは、固定化すべき酵素または酵素活性を有する菌体に
より、又条件により適宜選択するが、例えば水溶性のポ
リマーイオン同士の組合せの場合には、一般に強酸型の
ポリアニオンと強塩基型のポリカチオンの組合せの時に
、得られる酵素活性を有するポリィオンコンプレックス
が取り扱い易い等の利点がある。本発明において、酵素
または酵素活性を有する菌体を含有するポリィオンコン
プレックスを調製する際の条件について以下に説明する
。The actual combination of polymer ions to be used is selected depending on the enzyme to be immobilized or the bacterial cell having enzyme activity, and depending on the conditions. For example, in the case of a combination of water-soluble polymer ions, generally When a strong acid type polyanion and a strong base type polycation are combined, there are advantages such as ease of handling of the resulting polyion complex having enzymatic activity. In the present invention, conditions for preparing a polyion complex containing an enzyme or a bacterial cell having enzyme activity will be described below.
酵素または酵素活性を有する菌体を含む水性媒体中にポ
リマ−イオンを添加し、いまら〈濃伴した後、先に添加
したポリマーイオンと反対の荷電を有するポリマーイオ
ンを添加すればよい。ポリカチオンポリマ−とポリアニ
オンポリマーの添加順序については、固定化の対象とな
る酵素または酵素活性を有する菌体によって異なり、添
加順序により得られる間定イ技酵素剤の活性が影響を受
ける場合もあり無関係の場合もある。上記のようにあら
かじめ酵素または酵素活性を有する菌体をポリマーイオ
ンの一方と接触させた後に、反対荷電のポリマ−イオン
を添加する方法はより好ましい方法であるが、別にポリ
カチオンポリマーとポリアニオンボリマーとからポリイ
オンコンプレックスを生成せしめた後に、これを酵素ま
たは酵素活性を有する菌体と水性媒体中で接触せしめる
ことにより、酵素または菌体をポリィオンコンプレツク
スに吸着固定化せしめる方法をとることもできる。Polymer ions may be added to an aqueous medium containing enzymes or microbial cells having enzyme activity, and after being concentrated, polymer ions having an opposite charge to the previously added polymer ions may be added. The order of addition of the polycationic polymer and polyanionic polymer varies depending on the enzyme to be immobilized or the microbial cell that has enzymatic activity, and the order of addition may affect the activity of the obtained fixed-term enzyme agent. It may be unrelated. A more preferable method is to bring an enzyme or a microbial cell having enzyme activity into contact with one of the polymer ions and then add an oppositely charged polymer ion as described above. It is also possible to adopt a method in which the enzyme or the bacterial cells are adsorbed and immobilized on the polyion complex by producing a polyion complex from the polyion complex and then contacting the polyion complex with an enzyme or bacterial cells having enzyme activity in an aqueous medium. .
本発明において使用するポリマーイオンの量は、生成す
るポリィオンコンプレックスの重量が、固定化すべき酵
素または酵素活性を有する菌体と同量もしくは同量以上
であることが望ましい。The amount of polymer ions used in the present invention is desirably such that the weight of the polyion complex produced is the same or greater than the weight of the enzyme to be immobilized or the bacterial cells having enzyme activity.
使用するポリカチオンポIJマ−とポリアニオンポリマ
ーの量的な関係については水瀞性の強塩基性、強酸性ポ
リマーイオン同志の場合は、イオン当量が1対1である
ように選べばよいが、一般には組合せによって1対1で
ない場合が多い。一方のポリマーイオンが過剰であれば
ポリィオンコンプレックスを沈澱せしめた時、過剰のポ
リマーイオンが液中に残存することになるからあらかじ
め、予備実験により当量関係を求めておけば、一方のポ
リマーイオンを過剰に使い過ぎる無駄をなくすることが
できる。酵素または酵素活性を有する菌体を含有するポ
リィオンコンプレックスを生成せしめる際の温度、FH
‘ま、酵素活性を低下させない範囲で適宜選ぶことがで
きるが、温度については室温前後、pHについては酵素
の至適pH附近が好ましい。Regarding the quantitative relationship between the polycationic polymer and polyanionic polymer used, in the case of water-resistant, strongly basic or strongly acidic polymer ions, the ion equivalent should be selected so that the ion equivalent is 1:1, but in general, In many cases, the ratio is not 1:1 depending on the combination. If one polymer ion is in excess, excess polymer ions will remain in the solution when the polyion complex is precipitated. You can eliminate waste caused by overuse. Temperature at which a polyion complex containing enzymes or bacterial cells with enzyme activity is generated, FH
Although it can be selected as appropriate within a range that does not reduce the enzyme activity, the temperature is preferably around room temperature, and the pH is preferably around the optimum pH for the enzyme.
本発明において酵素反応は特に限定されないが、酵素ま
たは酵素活性を有する菌体を含有するポリィオンコンプ
レックスが徴粉体の形で得られる場合には、フィルター
で仕切られた反応器中に懸濁させた蝿梓槽型の反応器を
用いて酵素反応を行なうことができる。またフィルター
上にケーキとして固定し、反応液を炉過しなから酵素反
応を行なう方式をとることもできる。更に酵素または酵
素活性を有する菌体を含有するポリィオンコンプレック
スを粒状に成形するとか、または粒状の多孔性坦体上に
分散させることも可能でありこの場合はこれらをカラム
に充填したカラム反応方式をとることができる。以下実
施例によって本発明をさらに具体的に説明するが、本発
明はこれのみに限定されるものではない。In the present invention, the enzymatic reaction is not particularly limited, but if the polyion complex containing enzymes or bacteria having enzyme activity is obtained in the form of powder, it may be suspended in a reactor partitioned with a filter. Enzyme reactions can be carried out using an azure tank type reactor. It is also possible to fix the enzyme as a cake on a filter and carry out the enzymatic reaction without passing the reaction solution through a furnace. Furthermore, it is also possible to mold polyion complexes containing enzymes or microbial cells with enzyme activity into granules, or to disperse them on granular porous carriers. In this case, a column reaction method in which these are packed into a column is used. can be taken. The present invention will be explained in more detail below with reference to Examples, but the present invention is not limited thereto.
なお、実施例において用いられるリン酸緩衝液はリン酸
1水素2ナトリウムとリン酸2水素1ナトリウムとから
、また酢酸緩衝液は酢酸と酢酸ナトリウムとから常法に
より調製した。また本実施例において用いられるポリマ
ーイオンのうち、ポリアクリル酸ソーダ、ポリエチレン
ィミン、ボリビニル硫酸カリは市販品を使用した。ポリ
(Nーメチル−2ーメチルー5−ビニルピリジン)アィ
オダイド(以下PMVPと略す)は、2−メチル−5ー
ビニルピリジンを重合して得た分子量約4万のポリマー
をョウ化メチルで4級化したものを用いた。またポリス
チレンスルホン酸カリ(以下PSSKと略す)は、スチ
レンスルホン酸カリを重合して得た分子量約10万のポ
リマーを使用した。実施例 1〜3
グルコースィソメラーゼ菌体(グルコースイソメラーゼ
ナガセ、長瀬産業■製)をpH7.2の0.09Mリン
酸緩衝液に懸濁した。The phosphate buffer used in the Examples was prepared from disodium monohydrogen phosphate and monosodium dihydrogen phosphate, and the acetate buffer was prepared from acetic acid and sodium acetate in a conventional manner. Among the polymer ions used in this example, commercially available sodium polyacrylate, polyethyleneimine, and potassium borivinyl sulfate were used. Poly(N-methyl-2-methyl-5-vinylpyridine) iodide (hereinafter abbreviated as PMVP) is a polymer with a molecular weight of approximately 40,000 obtained by polymerizing 2-methyl-5-vinylpyridine and quaternized with methyl iodide. was used. Further, as the potassium polystyrene sulfonate (hereinafter abbreviated as PSSK), a polymer having a molecular weight of about 100,000 obtained by polymerizing potassium styrene sulfonate was used. Examples 1 to 3 Glucose isomerase cells (glucose isomerase Nagase, manufactured by Nagase Sangyo ■) were suspended in a 0.09M phosphate buffer solution having a pH of 7.2.
この懸濁液の活性力価は2.58U′の‘であった。こ
の懸濁液各5肌‘(すなわち総活性力価は12.9U)
をビーカーにとり、2.1%PMVP水溶液10叫を加
え蝿拝する。その各々に、2.2%PSSK水溶液10
地(実施例1)、1.6%ポリピニル硫酸カリ水溶液(
実施例2)、1.3%ケイ酸水溶液(実施例3)を添加
し、約5分間蝿拝した後炉過、水洗して、不落化グルコ
−スィソメラーゼ剤を得た。実施例3で用いたケイ酸水
溶液はSi02/Na20モル比3.25の水ガラスを
希釈、使用直前に塩酸でpH7〜8に中和したものを用
いた。(以後の実施例で用いたケイ酸水溶液も同様に調
製した。)グルコースイソメラーゼ活性の測定は、次の
ようにして行なった。基質溶液としてグルコース0.2
mole/そ、MgS047日200.02mole/
そを含む0.0肌リン酸緩衝液(PH7.2)を用意す
る。菌体懸濁液の場合は、菌体懸濁液1の‘に上記基質
溶液1の‘を加える。実施例1〜3の固定化菌体は、基
質溶液5の‘、0.05Mリン酸緩衝液(pH7.2)
5机上に懸濁する。これらの混合液を60℃に1時間保
持し反応させた後、生成したフラクトース量をシスティ
ン・カルバゾール硫酸法により測定した。活性力価IU
とは、上記条件でフラクトース1倣を生成する酵素量と
定義する。上記のごとく調製した固定化酵素剤の活性を
測定した結果を表1に示す。表 1
なお表中の活性比は、{(固定化酵素剤の活性力価)/
(使用した菌体懸濁液の総活性力価)} ×100で定
義した。The activity titer of this suspension was 2.58 U'. 5 skins each of this suspension (i.e. total active titer 12.9 U)
Put it in a beaker, add 10 drops of 2.1% PMVP aqueous solution, and stir. In each of them, 10% of 2.2% PSSK aqueous solution
(Example 1), 1.6% polypynylsulfate potassium aqueous solution (
Example 2) and 1.3% silicic acid aqueous solution (Example 3) were added thereto, and after stirring for about 5 minutes, the mixture was filtered in an oven and washed with water to obtain an immobilized glucosysomerase agent. The silicic acid aqueous solution used in Example 3 was diluted water glass with a Si02/Na20 molar ratio of 3.25 and neutralized to pH 7 to 8 with hydrochloric acid immediately before use. (The silicic acid aqueous solutions used in subsequent examples were prepared in the same manner.) Measurement of glucose isomerase activity was performed as follows. Glucose 0.2 as substrate solution
mole/so, MgS047 day 200.02 mole/
Prepare a 0.0 skin phosphate buffer solution (PH7.2) containing it. In the case of a bacterial cell suspension, add the above substrate solution 1' to bacterial cell suspension 1'. The immobilized bacterial cells of Examples 1 to 3 were prepared using substrate solution 5', 0.05M phosphate buffer (pH 7.2).
5. Suspend on the desk. After the mixture was kept at 60° C. for 1 hour to react, the amount of fructose produced was measured by the cysteine-carbazole sulfuric acid method. Activity titer IU
is defined as the amount of enzyme that produces fructose 1 mimic under the above conditions. Table 1 shows the results of measuring the activity of the immobilized enzyme preparation prepared as described above. Table 1 The activity ratio in the table is {(activity titer of immobilized enzyme agent)/
(Total activity titer of the bacterial cell suspension used)} Defined as 100.
なお実施例1の固定化グルコ−スィソメラーゼ剤を反応
後炉別、水洗し再度反応に用いることをくり返したが、
5回目でも活性低下を認めなかった。実施例 4〜6
グルコースイソメラーゼ・ナガセをpH7.2の0.0
Mリン酸緩衝液に懸濁した。Note that after the reaction, the immobilized glucosysomerase agent of Example 1 was separated from the furnace, washed with water, and used again for the reaction, but
No decrease in activity was observed even after the fifth test. Examples 4-6 Glucose isomerase Nagase at pH 7.2 0.0
Suspended in M phosphate buffer.
この懸濁液の活性力価は3.6U/机【であった。この
懸濁液5M(総活性力価18U)に、2.1%PMVP
水溶液low【、2.2%PSSK水溶液10の【を、
実施例4ではPMVP→PSSKの順に、実施例5では
その逆の順序を添加し、ポリィオンコンプレックスに固
定化された不溶性グルコースィソメラーゼ剤を調製した
。また実施例6では、2.1%PMVP水溶液10柵と
2.2%PSSK水溶液10の‘を混合し、ポリィオン
コンプレツクスを生成せしめ、これに菌体、懸濁液5の
‘を添加して、不溶性グルコースィソメラーゼ剤を調製
した。活性の測定は実施例1〜3と同様にして行なった
。結果を表2に示す。なお反応後炉別水洗して回収した
不溶性グルコースィソメラーゼをくり返し使用したが、
5回目でも活性低下が認められなかった。表 2
実施例 7〜9
グルコースィソメラーゼナガセを用いて、超音波処理に
より、グルコースイソメラーゼ粗酵素抽出液を調製した
。The activity titer of this suspension was 3.6 U/device. To this suspension 5M (total activity titer 18U), add 2.1% PMVP.
aqueous solution low [, 2.2% PSSK aqueous solution 10],
In Example 4, PMVP→PSSK was added in the order, and in Example 5, the reverse order was added to prepare an insoluble glucose isomerase agent immobilized on the polyion complex. In Example 6, 10 parts of a 2.1% PMVP aqueous solution and 10 parts of a 2.2% PSSK aqueous solution were mixed to generate a polyion complex, and to this, bacterial cells and suspension 5 parts were added. An insoluble glucose isomerase agent was prepared. The activity was measured in the same manner as in Examples 1-3. The results are shown in Table 2. In addition, the insoluble glucose isomerase recovered by washing the reactor with water after the reaction was repeatedly used.
No decrease in activity was observed even after the fifth test. Table 2 Examples 7 to 9 Glucose isomerase crude enzyme extracts were prepared by ultrasonication using Glucose Isomerase Nagase.
このグルコースィソメラーゼ抽出液の活性力価は、5.
9U′泌であった。この抽出液5の【(総活性力価29
.5U)に、2.1%PMVP水溶液10の‘、2.2
%PSSK水溶液10の‘を、実施例7ではPMVP→
PSSKの順に、実施例8ではその逆の順序で添加し、
ポリィオンコンプレツクスに固定化された不落’性グル
コースイソメラーゼ剤を調製した。また、実施例9では
、2.1%PMVP水溶液10羽と2.2%PSSK水
溶液10叫を混合し、ポリィオンコンプレックスを生成
せしめ、これに粗酵素抽出液5の‘を添加して不溶性グ
ルコースィソメラーゼ剤を調製した。活性の測定は実施
例1〜3と同様にして行なった。結果を表3に示す。な
お反応後炉別水洗して回収した不溶性グルコースイソメ
ラーゼをくり返し使用したが、5回目でも活性低下が認
められなかった。表 3
実施例 10
1.3%ケイ酸水溶液(pH7に中和した)30の‘に
2.1%PMVP水溶液30肌を加え、生成したポリィ
オンコンブレックスを炉別、水洗、乾燥した。The activity titer of this glucose isomerase extract was 5.
The secretion was 9U'. This extract 5 [(total activity titer 29
.. 5 U), 2.1% PMVP aqueous solution 10', 2.2
% PSSK aqueous solution 10', in Example 7, PMVP→
in the order of PSSK, and in the reverse order in Example 8,
A permanent glucose isomerase agent immobilized on a polyion complex was prepared. In Example 9, 10 2.1% PMVP aqueous solutions and 10 2.2% PSSK aqueous solutions were mixed to form a polyion complex, and 5' of the crude enzyme extract was added to this to dissolve insoluble glucose. An isomerase agent was prepared. The activity was measured in the same manner as in Examples 1-3. The results are shown in Table 3. The insoluble glucose isomerase recovered by washing the reactor with water after the reaction was used repeatedly, but no decrease in activity was observed even after the fifth use. Table 3 Example 10 A 2.1% PMVP aqueous solution 30 skin was added to a 1.3% silicic acid aqueous solution (neutralized to pH 7), and the resulting polyion complex was separated in a furnace, washed with water, and dried.
このポリィオンコンプレックス0.5夕を実施例7〜9
で用いたグルコースィソメラーゼ粗酵素抽出液5叫(総
括性力価29.5U)に加え、凝梓後、炉別、水洗して
、不溶性グルコースィソメラーゼ剤を得た。このように
して得られたグルコースィソメラーゼ剤を用いて酵素反
応を行なったところ、その活性力価は29U(活性比9
8%)であった。なお反応後、炉別、水洗して岡定イ技
酵素を回収し3回くり返し使用したが活性低下は殆んど
認められなかった。比較例 1
実施例10との比較のために、MR型の強塩基性アニオ
ン交換樹脂であるアンバーライトIRA−904(S0
4型)を0.5夕用いて実施例10と同様に、グルコー
スイソメラーゼ粗酵素抽出液5の【(総括性力価29.
5U)を用い、不溶性グルコースィソメラーゼ剤を調製
した。Examples 7 to 9 of this polyion complex 0.5 minutes
In addition to the crude enzyme extract of glucose lysomerase used in 5 volumes (overall titer 29.5 U), the mixture was flocculated, separated in a furnace, and washed with water to obtain an insoluble glucose lysomerase agent. When an enzymatic reaction was carried out using the thus obtained glucose isomerase agent, its activity titer was 29 U (activity ratio 9
8%). After the reaction, the Okasadai Giza enzyme was recovered by separate furnaces and water washing, and was used three times, but almost no decrease in activity was observed. Comparative Example 1 For comparison with Example 10, Amberlite IRA-904 (S0
4 type) was used for 0.5 days in the same manner as in Example 10, the glucose isomerase crude enzyme extract 5 was obtained with an overall titer of 29.
5U) was used to prepare an insoluble glucose isomerase agent.
この不瀞性グルコースイソメラーゼ剤の活性を測定した
ところ、21U(活性比71%)であった。反応後、炉
別、水洗して、固定化グルコースィソメラーゼ剤を回収
し、再使用したところ活性は12U‘こ低下した。実施
例 11〜13
ノカルデイア タータリカンス(Nocardiaねr
taricans)nov.sp.ES3一T株(徴工
研菌寄3374号)をプロピレングリコール1%、尿素
0.3% 、 KH2P040.2 % 、 Na2H
P040.2 % 、MgS047日200.1 %
、 FeS047比00.001 % 、CaC122
も00.003%、MnS044日200.0004%
、酵母エキス0.05%、界面活性剤プルロニックL−
610.1%から成る組成の培地(pH7.0)10そ
を含む20そジャーファーメンターに接種・培養し、対
数増殖期にシスェポキシコハク酸ジナトリウム0.5%
を添加し、30午0で2畑時間培養し、シスェポキシコ
ハク酸ハイドロラーゼ活性を有する菌体を得た。The activity of this non-stable glucose isomerase agent was measured and found to be 21 U (activity ratio 71%). After the reaction, the immobilized glucose isomerase agent was recovered by separate furnace and washing with water, and when reused, the activity decreased by 12 U'. Examples 11-13 Nocardia tartaricans
taricans) nov. sp. ES31T strain (Shikoken Bacteria No. 3374) was mixed with 1% propylene glycol, 0.3% urea, 0.2% KH2P04, and Na2H.
P040.2%, MgS047day 200.1%
, FeS047 ratio 00.001%, CaC122
Also 00.003%, MnS044day 200.0004%
, yeast extract 0.05%, surfactant Pluronic L-
A medium (pH 7.0) with a composition of 610.1% was inoculated and cultured in 20 jar fermenters containing 10 soybeans, and 0.5% disodium cisepoxysuccinate was added during the logarithmic growth phase.
was added and cultured for 2 hours at 30:00 to obtain bacterial cells having cisepoxysuccinate hydrolase activity.
得られた培養液の菌体濃度は4.6夕/そ、シスェポキ
シコハク酸ハイドロラーゼの活性力価は、89.5U/
泌であった。この培養液各5の‘をビーカーにとり、0
.1Mリン酸緩衝液(pH8.0)10の‘を加え鷹拝
する。実施例11では、これに、5%ポリエチレンイミ
ン水溶液1の【(塩酸でpH8になるように中和してお
く)を加え、次いで2.5%ポリアクリル酸ソーダ水溶
液1の‘を添加した。実施例12では、2.2%PSS
K水溶液10の【次いで、2.1%PMVP水溶液を添
加した。The bacterial cell concentration of the obtained culture solution was 4.6 U/s, and the activity titer of cisepoxysuccinate hydrolase was 89.5 U/s.
It was secretion. Take 5' of this culture solution in a beaker and
.. Add 10ml of 1M phosphate buffer (pH 8.0) and mix. In Example 11, 1 part of a 5% aqueous polyethyleneimine solution (neutralized with hydrochloric acid to pH 8) was added, and then 1 part' of a 2.5% sodium polyacrylate aqueous solution was added. In Example 12, 2.2% PSS
10 of the K aqueous solution [then a 2.1% PMVP aqueous solution was added.
実施例13では、2.1%PMVP水溶液5の‘を先に
添加し、次いで1.3%ケイ酸水溶液10の‘を加えた
。In Example 13, 2.1% PMVP aqueous solution 5' was added first, and then 1.3% silicic acid aqueous solution 10' was added.
かくして得られた沈澱物を炉別、水洗して、固定化菌体
を得た。培養液、固定化菌体の酵素活性の測定は次のよ
うにして行なった。The precipitate thus obtained was separated in a furnace and washed with water to obtain immobilized bacterial cells. The enzyme activity of the culture solution and immobilized bacterial cells was measured as follows.
2Mシスェポキシコハク酸ジナトリゥム水溶液、5%B
L−班X水溶液(非イオン系界面活性剤、日光ケミカル
ズ欄製)、0.1Mリン酸緩衝液(pH8)の3対0.
あげ6.8の容積比から成る混合溶液を基質溶液とする
。2M disodium cisepoxysuccinate aqueous solution, 5% B
L-Han X aqueous solution (nonionic surfactant, manufactured by Nikko Chemicals), 0.1M phosphate buffer (pH 8), 3:0.
A mixed solution having a volume ratio of 6.8 is used as a substrate solution.
培養液1私と基質溶液2の‘とから成る混合溶液または
、基質溶液10の‘と0.1Mリン酸緩衝液5の‘から
成る混合溶液に上記固定化菌体を懸濁させた液を40q
oで1時間振とう反応せしめ、生成する酒石酸をメタバ
ナジン酸アンモン試薬を用いる比色法により定量した。
上記反応条件下で酒石酸1雌を生成するシスェポキシコ
ハク酸ハイドロラーゼ量を活性力価IUとする。上記で
調製した固定化菌体を用いて、酵素反応を行なった結果
を表4に示す。The above-mentioned immobilized bacterial cells are suspended in a mixed solution consisting of culture solution 11 and substrate solution 2', or a mixed solution consisting of substrate solution 10' and 0.1M phosphate buffer 5'. 40q
The mixture was allowed to undergo a shaking reaction for 1 hour at 30°C, and the tartaric acid produced was quantified by a colorimetric method using an ammonium metavanadate reagent.
The amount of cisepoxysuccinic acid hydrolase that produces 1 female tartrate under the above reaction conditions is defined as the active titer IU. Table 4 shows the results of enzymatic reactions performed using the immobilized bacterial cells prepared above.
表 4
実施例 14
市販のィンベルターゼ(酵母製、和光純薬工業欄製)の
希釈水溶液を調製し、その活性力価は、75.5U′の
【であった。Table 4 Example 14 A diluted aqueous solution of commercially available invertase (manufactured by Yeast, manufactured by Wako Pure Chemical Industries) was prepared, and its activity titer was 75.5 U'.
このィンベルターゼ溶液5舷に1.6%ポリビニル硫酸
カリ水溶液10の‘を加え鷹拝し、次いで2.1%PM
yP水溶液10叫を加え、沈澱を炉別、水洗して水不綾
性ィンベルターゼ剤を得た。ィンベルターゼ活性の測定
は次のようにして行なった。ィンベルターゼ溶液1叫、
0.3Mシュークロース水溶液1の‘、0.03M酢酸
緩衝液(pH5.6)1泌から成る混合液または、0.
3Mシュークロース水溶液5の‘、0.03M酢酸緩衝
液(pH5.6)5泌、水5の上から成る混合液中に上
記水不溶性ィンベルターゼを懸濁したものを、4000
に20分保持し、反応せしめた後、生成する還元糖をジ
ニトロサリチル酸法により定量した。上記条件下に、還
元糖1雌を生成する酵素量をIUとする。Add 10 minutes of 1.6% polyvinyl potassium sulfate aqueous solution to 5 sides of this invertase solution, stir, and then add 2.1% PM.
yP aqueous solution was added, and the precipitate was separated in a furnace and washed with water to obtain a hydrophobic invertase agent. Invertase activity was measured as follows. 1 invertase solution,
A mixture consisting of 1 part of 0.3M sucrose aqueous solution and 1 part of 0.03M acetate buffer (pH 5.6);
The water-insoluble invertase was suspended in a mixture consisting of 5 parts of a 3M sucrose aqueous solution, 5 parts of a 0.03 M acetate buffer (pH 5.6), and 5 parts of water.
After reaction for 20 minutes, the reducing sugar produced was quantified by the dinitrosalicylic acid method. The amount of enzyme that produces one reducing sugar under the above conditions is defined as IU.
Claims (1)
リマーと、ポリアニオンポリマーとから形成される水不
溶性のポリイオンコンプレツクスに吸着固定化された酵
素または酵素活性を有する菌体を用いることを特徴とす
る酵素反応方法。 2 ポリカチオンポリマー、ポリアニオンポリマーの少
くとも一方が水溶性ポリマーであることを特徴とする特
許請求の範囲1項記載の方法。 3 酵素または酵素活性を有する菌体とポリカチオンポ
リマーまたはポリアニオンポリマーを含有する水性媒体
中に反応荷電を有するポリマーイオンを添加することに
よりポリイオンコンプレツクスに固定化せしめた酵素ま
たは酵素活性を有する菌体を用いることを特徴とする特
許請求の範囲1項記載の方法。 4 ポリカチオンポリマーとポリアニオンポリマーとか
ら形成されたポリイオンコンプレツクスと酵素または酵
素活性を有する菌体を水性媒体中で接触せしめることに
より、酵素または酵素活性を有する菌体を吸着固定化せ
しめたポリイオンコンプレツクスを用いることを特徴と
する特許請求の範囲1項記載の方法。 5 酵素または酵素活性を有する菌体として培養液、菌
体、菌体破砕物、粗酵素抽出液、粗製酵素または精製酵
素を用いることを特徴とする特許請求の範囲1項記載の
方法。 6 酵素または酵素活性を有する菌体として、グルコー
スイソメラーゼまたはグルコースイソメラーゼ活性を有
する菌体を用いることを特徴とする特許請求の範囲1項
記載の方法。 7 酵素または酵素活性を有する菌体としてシスエポキ
シコハク酸ハイドロラーゼまたはシスエポキシコハク酸
ハイドロラーゼ活性を有する菌体を用いることを特徴と
する特許請求の範囲1項記載の方法。 8 酵素としてインベルターゼを用いることを特徴する
特許請求の範囲1項記載の方法。[Claims] 1. In a reaction using an immobilized enzyme, an enzyme adsorbed and immobilized on a water-insoluble polyion complex formed from a polycationic polymer and a polyanionic polymer or a bacterial cell having enzyme activity is used. An enzyme reaction method characterized by: 2. The method according to claim 1, wherein at least one of the polycationic polymer and the polyanionic polymer is a water-soluble polymer. 3 Enzyme or bacterial cells having enzyme activity immobilized on a polyion complex by adding reactively charged polymer ions to an aqueous medium containing enzyme or bacterial cells having enzyme activity and polycation polymer or polyanionic polymer. The method according to claim 1, characterized in that the method uses: 4. A polyion complex in which an enzyme or bacteria having enzyme activity is adsorbed and immobilized by contacting a polyion complex formed from a polycationic polymer and a polyanionic polymer with an enzyme or bacteria having enzyme activity in an aqueous medium. The method according to claim 1, characterized in that Tux is used. 5. The method according to claim 1, characterized in that a culture solution, bacterial cells, crushed bacterial cells, crude enzyme extract, crude enzyme, or purified enzyme is used as the enzyme or bacterial cells having enzyme activity. 6. The method according to claim 1, wherein glucose isomerase or a bacterial cell having glucose isomerase activity is used as the enzyme or the bacterial cell having enzyme activity. 7. The method according to claim 1, characterized in that cis-epoxysuccinate hydrolase or microbial cells having cis-epoxysuccinate hydrolase activity are used as the enzyme or microbial cells having enzyme activity. 8. The method according to claim 1, characterized in that invertase is used as the enzyme.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15059277A JPS6017513B2 (en) | 1977-12-16 | 1977-12-16 | Immobilized enzyme reaction method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15059277A JPS6017513B2 (en) | 1977-12-16 | 1977-12-16 | Immobilized enzyme reaction method |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5484088A JPS5484088A (en) | 1979-07-04 |
JPS6017513B2 true JPS6017513B2 (en) | 1985-05-02 |
Family
ID=15500242
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP15059277A Expired JPS6017513B2 (en) | 1977-12-16 | 1977-12-16 | Immobilized enzyme reaction method |
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JP (1) | JPS6017513B2 (en) |
Families Citing this family (1)
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---|---|---|---|---|
JPS58187188A (en) * | 1982-04-27 | 1983-11-01 | Nippon Oil Co Ltd | Immobilization method of enzymic active substance |
-
1977
- 1977-12-16 JP JP15059277A patent/JPS6017513B2/en not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS5484088A (en) | 1979-07-04 |
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