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JPS6137912B2 - - Google Patents
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JPS6137912B2 - - Google Patents

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Publication number
JPS6137912B2
JPS6137912B2 JP1724081A JP1724081A JPS6137912B2 JP S6137912 B2 JPS6137912 B2 JP S6137912B2 JP 1724081 A JP1724081 A JP 1724081A JP 1724081 A JP1724081 A JP 1724081A JP S6137912 B2 JPS6137912 B2 JP S6137912B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
immobilized
activity
agent
solution
polysaccharide
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Expired
Application number
JP1724081A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS57132883A (en
Inventor
Ichiro Senhata
Tetsuya Tosa
Isao Takada
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tanabe Pharma Corp
Original Assignee
Tanabe Seiyaku Co Ltd
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 Tanabe Seiyaku Co Ltd filed Critical Tanabe Seiyaku Co Ltd
Priority to JP1724081A priority Critical patent/JPS57132883A/en
Publication of JPS57132883A publication Critical patent/JPS57132883A/en
Publication of JPS6137912B2 publication Critical patent/JPS6137912B2/ja
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  • Immobilizing And Processing Of Enzymes And Microorganisms (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

本発明は固定化酵素活性物質の製法に関する。 従来より酵素反応を利用して有用な物質を製造
したり、人畜に有害な物質あるいは人畜にとつて
有害な代謝産物を分解したりすることが行なわれ
ている。 本発明者らは先に、分子構造内に硫酸基を10
W/W%以上含有する多糖類の水溶液に酵素活性
物質(例えば、酵素、微生物菌体)を添加混合
し、次いで該混合液をゲル化させることによつて
優れた固定化酵素活性物質が得られることを見い
出し特許出願を行なつた(特開昭53−6483号)。 本発明者らはその後更に種々研究を重ねた結
果、分子構造内に硫酸基を10W/W%以上含有す
る多糖類の水溶液と酵素活性物質との混合液をゲ
ル化させるに先立つて、該混合液中に多カチオン
性高分子化合物を存在させておけば、酵素活性の
極めて安定な固定化酵素活性物質が得られること
を見い出し、本発明を完成するに至つた。 即ち、本発明は分子構造内に硫酸基を10W/W
%以上含有する多糖類の水溶液に酵素活性物質及
び多カチオン性高分子化合物を添加混合し、次い
で該混合液中の前記多糖類をゲル化させることに
よつて該多糖類のゲル格子内に酵素活性物質を包
括させることからなる固定化酵素活性物質の製法
である。 本発明方法において使用される分子構造内に硫
酸基を10W/W%以上含有する多糖類としては、
例えばカラギーナン、フアーセレラン、セルロー
ス硫酸エステル等が挙げられる。カラギーナン
は、紅藻類(Rodophyceae)のGigartinaceaeと
Solievianceaeに属する海藻から抽出精製された
硫酸基20〜30W/W%を含有する多糖類であり、
例えばゲニユーゲルwG(コペンハーゲンペクチ
ンフアクトリー社製の商品名)、ゲニユーゲル
GwG(同上)、ゲニユービスコJ(同上)などが
挙げられる。また、フアーセレランは紅藻類
(Rodophyceae)の一種Furcellaria fastigiotaか
ら抽出された硫酸基12〜16W/W%を含有する多
糖類であり、例えばデンマークのリテツクス社で
製造されているフアーセレランが挙げられる。更
に、セルロース硫酸エステルとしては、例えばケ
ルコSCS(ケルコ社製の商品名)が挙げられる。 また、本発明方法において使用される酵素活性
物質としては、例えば酵素、微生物菌体などが挙
げられる。酵素としては、特に制限されず例えば
酸化還元酵素(例えば、アミノ酸オキシダーゼ、
ウリカーゼ、カタラーゼなど)、転位酵素(例え
ば、アスパラギン酸アセチルトランスフエラー
ゼ、グリシンアミノトランスフエラーゼ、アミノ
酸アミノトランスフエラーゼなど)、加水分解酵
素(例えば、アスパラギナーゼ、アセチルコリン
エステラーゼ、アミノアシラーゼなど)、リアー
ゼ(例えば、フマラーゼ、アスパラギン酸デカル
ボキシラーゼ、アスパルターゼ、クエン酸リアー
ゼ、など)、異性化酵素(例えば、アラニンラセ
マーゼ、グルコースイソメラーゼ、グルタミン酸
ラセマーゼなど)、リガーゼ(例えば、アスパラ
ギンシンテターゼ、グルタチオンシンターゼ、グ
ルタミンシンテターゼなど)などが挙げられる。
微生物菌体としては、酵素源として使用しうるも
のであれば特に制限はなく、例えば上記の如き酵
素を含有する微生物菌体が挙げられる。これら微
生物菌体は生菌体のほか、生菌体を凍結乾燥した
もの、凍結融解したもの、アセトン処理したも
の、加熱処理したものなどであつてもよい。 本発明方法に使用される酵素活性物質は単一酵
素系のものでもよく、また複合酵素系のものでも
よい。更に、二種以上の酵素活性物質を同時に使
用してもよい。 更に、本発明方法において使用される多カチオ
ン性高分子化合物としては、カチオン性官能基を
有する分子量1000〜数百万の高分子化合物が挙げ
られる。かかる多カチオン性高分子化合物として
は、例えばアミノアルキル化された水不溶性多糖
類(例えば、アミノヘキシル化アガロース、アミ
ノヘキシル化セルロース)、ジアルキルアミノア
ルキル化された水不溶性多糖類(例えば、ジエチ
ルアミノエチル化架橋デキストラン)の如き水不
溶性の多カチオン性高分子化合物、或いはポリア
ルキレンイミン(例えば、ポリメチレンイミン、
ポリエチレンイミンなど)、ジメチルアミノエチ
ルメタクリレートとアルキルアミドとの共重合
体、ポリチオ尿素塩酸塩、ポリビニルピリジン塩
酸塩、キトサンの如き水溶性の多カチオン性高分
子化合物などが挙げられる。これらの多カチオン
性高分子化合物のうち、とりわけポリアルキレン
イミン又はキトサンが好ましい。 本発明方法を実施するに当つては、まず分子構
造内に硫酸基を10W/W%以上含有する多糖類
(以下、単に多糖類と略称する)の水溶液を調製
する。該水溶液の調製は30℃〜90℃の温水に多糖
類を添加混合することにより容易に行なうことが
できる。多糖類の添加濃度は0.05〜20W/W%、
とりわけ0.4〜10W/W%程度が好ましい。次いで
かくして得られた多糖類水溶液に酵素活性物質及
び多カチオン性高分子化合物を添加混合して混合
液を調製する。該混合液を調製するに当つては、
酵素活性物質を水、生理食塩水或いは適当なPH緩
衝液(PH1〜13、好ましくはPH4〜10)に溶解も
しくはけん濁したものを15℃〜70℃に保温した多
糖類水溶液と混合し、該混合液に15℃〜70℃に保
温した多カチオン性高分子化合物の水或いは適当
な緩衝液溶液又はけん濁液を添加混合することに
よつて行うのが好ましい。この場合、多カチオン
性高分子化合物の添加濃度は多糖類に対して0.05
〜200W/W%、好ましくは0.1〜50W/W%が適当
である。 次に、上記で得られた多糖類、酵素活性物質及
び多カチオン性高分子化合物との混合液中の多糖
類をゲル化させて該多糖類のゲル格子内に前記酵
素活性物質を包括させる。ゲル化手段としては、
前記混合液を冷却することによつて容易に実施す
ることができる。例えば、前記混合液を約−60℃
〜25℃で約10分〜10時間放置することにより多糖
類がゲル化し、同時に生成した該多糖類のゲル格
子内に酵素活性物質が包括される。かくして得ら
れたゲルは適当な形状に成形することができる。 尚、ゲル化手段としては前記の如き混合液を冷
却する以外に、混合液をアンモニウムイオンまた
は原子量24以上の金属イオン(例えば、カリウム
イオン、マグネシウムイオン、カルシウムイオ
ン、アルミニウムイオンなど)と接触させる方法
も採用することができる。 上記の如き本発明方法により得られる固定化酵
素活性物質は、酵素反応に利用した場合、酵素活
性物質がゲル格子内から漏出することがないため
長期間高い酵素活性を示すばかりでなく、保形
性、強度、弾力性などの点においても優れている
ため、長期間安定して酵素反応に利用することが
できる。特に、本発明方法により得られる固定化
酵素活性物質は該ゲルのゾル転移温度が著しく高
温側に移行するため、カリウムイオン等のゲル保
形剤が存在しない場合においてもゲルの解体を起
さず、通常の機能を果たすこことができる。ま
た、本発明方法により得られる固定化酵素活性物
質は、エタノールやアセトンの如き有機溶媒に対
する安定性も高いため、かかる酵素を変性させる
ような有機溶媒の存在下において酵素反応を行な
う必要のある場合は有効に利用することができ
る。更に、本発明方法により得られる固定化酵素
活性物質は尿素やグアニジン塩酸塩の如き蛋白変
性剤に対する安定性も高くなるという利点があ
る。更にまた、本発明方法により得られる固定化
酵素活性物質は高温においても酵素活性が安定で
あるので酵素反応を高温で行うことができ、単位
時間当りの生成物の生産性を高めることができる
という利点もある。 実施例 1 コーンスチープリカー2.0%、マロン酸2.0%、
クエン酸ニアンモニウム塩0.5%、リン酸−カリ
ウム0.2%及び硫酸マグネシウム・7水和物0.05
%を含む培地(PH7.0)500mlにブレビバクテリウ
ム・フラバムATCC14067を植菌し、30℃にて48
時間振とう培養した。培養液から遠心分離により
集めた菌体8.0g(湿重量)を生理食塩水8mlに
けん濁し、該けん濁液にあらかじめ50℃に保温し
た5.0%ゲニユーゲルwG(コペンハーゲンペクチ
ンフアクトリー社のカラギーナン)水溶液30mlを
加えてよく混合した。この混合液に50℃に保温し
た1.5%エポミンp−1000(日本触媒化学工業社
製のポリエチレンイミン)水溶液(リン酸−ナト
リウムでPH6.2に調節)4mlを加えてよく混合し
た。この混合液を4℃で30分間静置放冷した。か
くして得られるゲルを1辺3mmの立方体に成形
後、0.6%胆汁末含有1Mフマル酸ナトリウム水溶
液120mlに浸し、37℃で24時間静置した。該ゲル
を2%塩化カリウム水溶液で洗浄することによ
り、フマラーゼ括性を有する固定化ブレビバクテ
リウム・フラバム剤50.2g(湿重量)を得た。 この固定化ブレビバクテリウム・フラバム剤
6.35gに1Mフマル酸ナトリウム水溶液(PH7.0)
40mlを加え、37℃で振とうしながら反応させた。
反応開始15分後及び30分後に反応液各1mlを採取
し、塩酸を加えて未反応のフマル酸を沈でんさせ
て除き、その上清液のL−リンゴ酸の量を2・7
−ナフタレンジオールと反応させて発色させる方
法により定量し、15分間における反応液中のL−
リンゴ酸の増加量より固定ブレビバクテリウム・
フラバム剤のフマラーゼ活性を算出したところ、
910μmoles/hr/mlゲルを示し、これは用いた
菌体の酵素活性の50%に相当した。 実施例 2 グルコース2.0%、フマル酸0.5%、尿素0.2%、
リン酸−カリウム0.2%、硫酸マグネシウム・7
水和物0.05%及びコーンスチープリカー1.0%を
含む培地(PH7.0)500mlにブレビバクテリウム・
アンモニアゲネスIAM1645を植菌し、30℃にて
24時間振とう培養した。培養液かな遠心分離によ
り集めた菌体8.0%を生理食塩水8mlにけん濁
し、該けん濁液にあらかじめ45℃に保温した5.0
%ゲニユーゲルwG(コペンハーゲンペクチンフ
アクトリー社のカラギーナン)水溶液30mlを加え
よく混合した。この混合液に45℃に保温した1.5
%エポミンp−1000(日本触媒化学工業社製のポ
リエチレンイミン)水溶液(リン酸−ナトリウム
でPH6.2に調節)4mlを加えてよく混合した。こ
の混合液を4℃で30分間静置放冷した。かくして
得られるゲルを一辺3mmの立方体に成形後、2%
塩化カリウム水溶液で洗浄することにより、フマ
ラーゼ活性を有する固定化ブレビバクテリウム・
アンモニアゲネス剤48.8gを得た。該固定化ブレ
ビバクテリウム・アンモニアゲネス剤のL−リン
ゴ酸生成能は526μmoles/hr/mlゲルを示し、
これは用いた菌体の酵素活性の60%に相当した。 実施例 3 フマル酸アンモニウム0.5%、フマル酸1.14
%、コーンスチープリカー2%、ミースト2%、
硫酸マグネシウム0.05%、リン酸ニカリウム0.2
%を含む培地(PH7.0)200mlにエシエリシア・コ
リATCC11303を植菌し、30℃で16時間培養後集
菌した。得られた菌体から2.5g(湿重量)を計
りとり、これを培養終了液2.5mlにけん濁し、液
温を40℃に調節した。該けん濁液にあらかじめ45
℃に保温した4.7%ゲニユーゲルwG(コペンハー
ゲンペクチンフアクトリー社のカラギーナン)水
溶液11.9mlを加えてよく混合した。この混合液に
45℃に保温した1.0%エポミンp−1000(日本触
媒化学工業社製のポリエチレンイミン)水溶液
(リン酸−ナトリウムでPH6.2に調節)1.9mlを加
えてよく混合した。この混合液を室温で30分間放
置後、4℃で30分間静置放冷した。かくして得ら
れるゲルを1辺3mmの立方体に成形後、2%塩化
カリウム水溶液で洗浄した。該ゲルを倍量の1M
フマル酸アンモニウム水溶液(1mMの塩化マグ
ネシウム含有)中37℃で48時間保つて活性化する
ことにより、アスパルターゼ活性を有する固定化
エシエリシア・コリ剤19g(湿重量)を得た。該
固定化エシエリシア・コリ剤のアスパルターゼ活
性をロイコノストツク・メツセンテロデスP−60
を用いるバイオアツセイ法(J.Biol.Chem.、
172、15(1948))により測定したところ、13100
μmoles/hr/mlゲルを示し、これは用いた菌体
の酵素活性の39%に相当した。 実施例 4 グルタミン酸ナトリウム3.2%、ミースト0.5
%、リン酸−カリウム0.05%及び硫酸マグネシウ
ム0.01%を含む培地(PH7.3)500mlにシユードモ
ナス・ダクネーIAM1152を植菌し、30℃で24時
間振とう培養後集菌した。得られた菌体のうち5
g(湿重量)を生理食塩水5mlにけん濁し、液温
を45℃に調節した。該けん濁液にあらかじめ50℃
に保温した50%ゲニユーゲルwG(コペンハーゲ
ンペクチンフアクトリー社のカラギーナン)水溶
液18mlを加えてよく混合した。この混合液に50℃
に保温した1.5%エポミンP−100(日本触媒化学
工業社製のポリエチレンイミン)水溶液2mlを加
えてよく混合した。この混合液を4℃で30分間静
置放冷した。かくして得られるゲルを1辺3mmの
立方体に成形後、2%塩化カリウム水溶液で洗浄
することにより、L−アスパラギン酸β−脱炭酸
酵素活性を有する固定化シユードモナス・ダクネ
ー剤31g(湿重量)を得た。該固定化シユードモ
ナス・ダクネー剤のL−アスパラギン酸β−脱炭
酸酵素活性は3240μmoles/hr/mlゲルを示し、
これは用いた菌体の酵素活性の50%に相当した。 尚、L−アスパラギン酸β−脱炭酸酵素活性の
測定は、固定化シユードモナス・ダクネー剤4g
に10-4Mピリドキサールリン酸含有1ML−アスパ
ラギン酸アンモニウム水溶液(アンモニアでPH
5.5に調整)30mlを加えて37℃で1時間振とうし
ながら反応を行ない、生成したL−アラニンをロ
イコノストツク・チトロボラムATCC8081を用い
るバイオアツセイ法により定量することにより行
なつた。 実施例 5 実施例1において、1.5%エポミンp−1000
(日本触媒化学工業社製のポリエチレンイミン)
水溶液4mlの代りに、フロナツクN(共和油脂工
業社製のキトサン)0.5gを0.1M酢酸溶液4mlに
溶解した溶液(温度50℃、PH6.5)を用いる以外
は実施例1と同様に処理することにより、フマラ
ーゼ活性を有する固定化ブレビバクテリウム・フ
ラバム剤49.8g(湿重量)を得た。該固定化ブレ
ビバクテリウム・フラバム剤のフマラーゼ活性は
970μmoles/hr/mlゲルを示し、これは用いた
菌体の酵素活性の53%に相当した。 実施例 6 実施例1において、エポミンp−1000(日本触
媒化学工業社製のポリエチレンイミン)の1.5%
水溶液4mlの代りに、スミフロツクFC−240(住
友化学工業社製のジメチルアミノエチルメタクリ
レイトとアクリルアミドとの共重合体の商品名)
0.5gを0.1M酢酸容液4mlに溶解した溶液(温度
50℃、PH6.5)を用いる以外は実施例1と同様に
処理することにより、フマラーゼ活性を有する固
定化ブレビバクテリウム・フラバム剤49.7g(湿
重量)を得た。該固定化ブレビバクテリウム・フ
ラバム剤のフマラーゼ活性は950μmoles/hr/
mlゲルを示し、これは用いた菌体の酵素活性の52
%に相当した。 実施例 7 実施例1において、1.5%エポミンp−1000
(日本触媒化学工業社製のポリエチレンイミン)
水溶液4mlの代りに、AH−セフアロース4B(フ
アルマシア社製の商品名)0.5gを水4mlにけん
濁したけん濁液(温度50℃)を用いる以外は実施
例1と同様に処理することにより、フマラーゼ活
性を有する固定化ブレビバクテリウム・フラバム
剤48.8g(湿重量)を得た。該固定化ブレビバク
テリウム・フラバム剤のフマラーゼ活性は957μ
moles/hr/mlゲルを示し、これは用いた菌体の
酵素活性の53%に相当した。 実施例 8 実施例1において、1.5%エポミンp−1000
(日本触媒化学工業社製のポリエチレンイミン)
水溶液4mlの代りに、アミノヘキシル化セルロー
ス(J.Solid−Phase Biochemistry.、、161
(1978)参照)0.5g(湿重量)を水4mlにけん濁
したけん濁液(温度50℃)を用いる以外は実施例
1と同様に処理することにより、フマラーゼ活性
を有する固定化ブレビバクテリウム・フラバム剤
51.2g(湿重量)を得た。該固定化ブレビバクテ
リウム・フラバム剤のフマラーゼ活性は843μ
moles/hr/mlゲルを示し、これは用いた菌体の
酵素活性の46%に相当した。 実施例 9 実施例1において、1.5%エポミンp−1000
(日本触媒化学工業社製のポリエチレンイミン)
水溶液4mlの代りに、DEAE−セフアデツクスA
−25(フアルマシア社製の商品名)0.5g(湿重
量)を水4mlにけん濁したけん濁液(温度50℃)
を用いる以外は実施例1と同様に処理することに
より、フマラーゼ活性を有する固定化ブレビバク
テリウム・フラバム剤50.0g(湿重量)を得た。
該固定化ブレビバクテリウム・フラバム剤のフマ
ラーゼ活性は930μmoles/hr/mlゲルを示し、
これは用いた菌体の酵素活性の51%に相当した。 実験例 1 実施例1で調製した固定化ブレビバクテリウ
ム・フラバム剤(以下、Aと略す)、実施例5で
調製した固定化ブレビバクテリウム・フラバム剤
(以下、Eと略す)、実施例6で調製した固定化ブ
レビバクテリウム・フラバム剤(以下、Fと略
す)、実施例7で調製した固定化ブレビバクテリ
ウム・フラバム剤(以下、Gと略す)、実施例8
で調製した固定化ブレビバクテリウム・フラバム
剤(以下、Hと略す)、実施例9で調製した固定
化ブレビバクテリウム・フラバム剤(以下、Iと
略す)及び多カチオン性高分子化合物を用いるこ
となく調製した対照の固定化ブレビバクテリウ
ム・フラバム剤(以下、Jと略す)を用いて下記
実験(A)〜(E)を行なつた。尚、対照の固定化ブレビ
バクテリウム・フラバム剤の調製は下記の如くし
て行なつた。 (対照の固定化ブレビバクテリウム・フラバム
剤の調製) 実施例1と同様の培養条件で得られた菌体8.0
g(湿重量)を生理食塩水8mlにけん濁し、該け
ん濁液にあらかじめ50℃に保温した5.0%ゲニユ
ーゲルwG(コペンハーゲンペクチンフアクトリ
ー社製のカラギーナン)水溶液34mlを加えてよく
混合した。この混合液を4℃で30分間静置放冷し
た。かくして得られるゲルを1辺3mmの立方体に
成形後、0.6%胆汁末含有1Mフマル酸ナトリウム
水溶液に浸し、37℃で24時間静置した。該ゲルを
2%塩化カリウム水溶液で洗浄することにより、
フマラーゼ活性を有する対照の固定化ブレビバク
テリウム・フラバム剤50.0g(湿重量)を得た。
該固定化ブレビバクテリウム・フラバム剤のフマ
ラーゼ活性を実施例1と同様に測定したところ、
900μmoles/hr/mlゲルを示し、これは用いた
菌体の酵素活性の49%に相当した。 実験 A (連続酵素反応時における安定性) 固定化ブレビバクテリウム・フラバム剤A及び
E〜J各6.3gを外套管付カラム(1.6cm×12cmに
充填し、該カラムに1Mフマル酸ナトリウム水溶
液(PH7.0)を37℃、6ml/hrの流速で昼夜連続し
て流通した。流出液を適時サンプルングして固定
化ブレビバクテリウム・フラバム剤のフマラーゼ
活性を測定した。また、上記酵素反応を45℃及び
50℃の温度においても行なつた。更に、各固定化
ブレビバクテリウム・フラバム剤の初期活性が50
%低下するのに要する日数(半減期)を下式から
算出した。その結果は下記第1〜3表の通りであ
る。 Kd=2.303/tlogn/n t1/2=0.693/Kd 但し、Kd=劣化速度定数(1/日) t=反応時間(日) n0=初期酵素活性 n=t日後の酵素活性 t1/2=半減期
The present invention relates to a method for producing an immobilized enzyme active substance. BACKGROUND OF THE INVENTION Enzyme reactions have traditionally been used to produce useful substances or to decompose substances harmful to humans or animals or metabolites harmful to humans and animals. The present inventors first added 10 sulfate groups to the molecular structure.
An excellent immobilized enzyme active substance can be obtained by adding and mixing an enzyme active substance (e.g., enzyme, microbial cells) to an aqueous solution of polysaccharide containing W/W% or more, and then gelling the mixture. He discovered that this could be done and filed a patent application (Japanese Patent Application Laid-Open No. 53-6483). As a result of further various studies, the present inventors found that prior to gelling a mixture of an aqueous solution of a polysaccharide containing 10 W/W% or more of sulfate groups in its molecular structure and an enzyme active substance, The present inventors have discovered that if a multicationic polymer compound is present in the liquid, an immobilized enzyme active substance with extremely stable enzyme activity can be obtained, and the present invention has been completed. That is, the present invention has a sulfate group in the molecular structure of 10W/W.
An enzyme active substance and a polycationic polymer compound are added to and mixed with an aqueous solution of a polysaccharide containing % or more, and then the polysaccharide in the mixture is gelled, thereby injecting the enzyme into the gel lattice of the polysaccharide. This is a method for producing an immobilized enzyme active substance, which consists of entrapping an active substance. Polysaccharides containing 10W/W% or more of sulfate groups in the molecular structure used in the method of the present invention include:
Examples include carrageenan, furcerelan, cellulose sulfate, and the like. Carrageenan is a member of the red algae (Rodophyceae) Gigartinaceae.
It is a polysaccharide containing 20 to 30 W/W% of sulfate groups extracted and purified from seaweed belonging to Solievianceae.
For example, Genyugel wG (trade name manufactured by Copenhagen Pectin Factory), Genyugel
Examples include GwG (ibid.) and Genius Bisco J (ibid.). Furthermore, Furcelleran is a polysaccharide containing 12 to 16 W/W% of sulfate groups extracted from Furcellaria fastigiota, a type of red algae (Rodophyceae); for example, Furcelleran manufactured by Litex in Denmark is mentioned. Further, as the cellulose sulfate ester, for example, Kelco SCS (trade name manufactured by Kelco Corporation) can be mentioned. Further, examples of the enzymatically active substance used in the method of the present invention include enzymes, microbial cells, and the like. Enzymes are not particularly limited, and include, for example, oxidoreductases (e.g., amino acid oxidase,
uricase, catalase, etc.), transposases (e.g., aspartate acetyltransferase, glycine aminotransferase, amino acid aminotransferase, etc.), hydrolytic enzymes (e.g., asparaginase, acetylcholinesterase, aminoacylase, etc.), lyases (e.g., asparaginase, acetylcholinesterase, aminoacylase, etc.), (e.g., fumarase, aspartate decarboxylase, aspartase, citrate lyase, etc.), isomerase (e.g., alanine racemase, glucose isomerase, glutamate racemase, etc.), ligase (e.g., asparagine synthetase, glutathione synthase, glutamine synthetase, etc.) Examples include.
The microbial cells are not particularly limited as long as they can be used as enzyme sources, and include, for example, microbial cells containing the enzymes mentioned above. These microbial cells may be live cells, or may be freeze-dried, freeze-thawed, acetone-treated, heat-treated, or the like. The enzymatically active substance used in the method of the present invention may be of a single enzyme type or may be of a multiple enzyme type. Furthermore, two or more enzyme active substances may be used simultaneously. Further, the multi-cationic polymer compound used in the method of the present invention includes a polymer compound having a cationic functional group and having a molecular weight of 1,000 to several million. Such polycationic polymer compounds include, for example, aminoalkylated water-insoluble polysaccharides (e.g., aminohexylated agarose, aminohexylated cellulose), dialkylaminoalkylated water-insoluble polysaccharides (e.g., diethylaminoethylated water-insoluble polycationic polymer compounds such as crosslinked dextran), or polyalkyleneimines (e.g. polymethyleneimine,
Polyethyleneimine, etc.), copolymers of dimethylaminoethyl methacrylate and alkylamide, polythiourea hydrochloride, polyvinylpyridine hydrochloride, and water-soluble multicationic polymer compounds such as chitosan. Among these polycationic polymer compounds, polyalkyleneimine or chitosan is particularly preferred. In carrying out the method of the present invention, first, an aqueous solution of a polysaccharide (hereinafter simply referred to as polysaccharide) containing 10 W/W% or more of sulfate groups in its molecular structure is prepared. The aqueous solution can be easily prepared by adding and mixing the polysaccharide to warm water at 30°C to 90°C. The concentration of polysaccharides added is 0.05-20W/W%,
Particularly preferred is about 0.4 to 10 W/W%. Next, an enzyme active substance and a polycationic polymer compound are added and mixed to the thus obtained polysaccharide aqueous solution to prepare a mixed solution. In preparing the mixed solution,
An enzyme active substance dissolved or suspended in water, physiological saline, or an appropriate PH buffer (PH 1 to 13, preferably PH 4 to 10) is mixed with an aqueous polysaccharide solution kept at a temperature of 15 to 70 degrees Celsius. This is preferably carried out by adding and mixing water or an appropriate buffer solution or suspension of the polycationic polymer compound maintained at 15°C to 70°C to the mixed solution. In this case, the concentration of the polycationic polymer compound added is 0.05% relative to the polysaccharide.
~200W/W%, preferably 0.1~50W/W% is appropriate. Next, the polysaccharide in the mixture of the polysaccharide, enzyme active substance, and polycationic polymer compound obtained above is gelled to enclose the enzyme active substance in the gel lattice of the polysaccharide. As a gelling means,
This can be easily carried out by cooling the liquid mixture. For example, the mixture should be heated to about -60°C.
By standing at ~25°C for about 10 minutes to 10 hours, the polysaccharide gels, and at the same time, the enzymatically active substance is entrapped within the gel lattice of the polysaccharide. The gel thus obtained can be molded into a suitable shape. In addition to cooling the mixed liquid as described above, the gelling method may include contacting the mixed liquid with ammonium ions or metal ions having an atomic weight of 24 or more (for example, potassium ions, magnesium ions, calcium ions, aluminum ions, etc.). can also be adopted. When the immobilized enzyme active substance obtained by the method of the present invention as described above is used in an enzyme reaction, the enzyme active substance does not leak out from within the gel lattice, so it not only exhibits high enzyme activity for a long period of time, but also retains its shape. It also has excellent properties such as strength, strength, and elasticity, so it can be used stably for long periods of time in enzyme reactions. In particular, the sol transition temperature of the immobilized enzyme active substance obtained by the method of the present invention shifts to a significantly higher temperature side, so that the gel does not disintegrate even in the absence of a gel preservative such as potassium ions. , can perform normal functions. Furthermore, since the immobilized enzyme active substance obtained by the method of the present invention has high stability against organic solvents such as ethanol and acetone, it is necessary to carry out the enzyme reaction in the presence of organic solvents that may denature the enzyme. can be used effectively. Furthermore, the immobilized enzyme active substance obtained by the method of the present invention has the advantage of being highly stable against protein denaturants such as urea and guanidine hydrochloride. Furthermore, since the enzyme activity of the immobilized enzyme active substance obtained by the method of the present invention is stable even at high temperatures, the enzyme reaction can be carried out at high temperatures and the productivity of products per unit time can be increased. There are also advantages. Example 1 Corn steep liquor 2.0%, malonic acid 2.0%,
Ammonium citrate 0.5%, potassium phosphate 0.2% and magnesium sulfate heptahydrate 0.05
Brevibacterium flavum ATCC14067 was inoculated into 500 ml of a medium (PH7.0) containing
Cultured with shaking for hours. 8.0 g (wet weight) of bacterial cells collected from the culture solution by centrifugation was suspended in 8 ml of physiological saline, and added to the suspension was a 5.0% Genyugel wG (carrageenan from Copenhagen Pectin Factory) aqueous solution kept at 50°C in advance. Add 30ml and mix well. To this mixture was added 4 ml of a 1.5% Epomine p-1000 (polyethyleneimine manufactured by Nippon Shokubai Chemical Co., Ltd.) aqueous solution (adjusted to pH 6.2 with sodium phosphate) kept at 50°C and mixed well. This mixture was left to cool at 4° C. for 30 minutes. The thus obtained gel was shaped into a cube with sides of 3 mm, immersed in 120 ml of a 1M sodium fumarate aqueous solution containing 0.6% bile powder, and left at 37°C for 24 hours. By washing the gel with a 2% potassium chloride aqueous solution, 50.2 g (wet weight) of an immobilized Brevibacterium flavum agent having fumarase binding properties was obtained. This immobilized Brevibacterium flavum agent
6.35g of 1M sodium fumarate aqueous solution (PH7.0)
40 ml was added and reacted at 37°C with shaking.
1 ml of each reaction solution was collected 15 and 30 minutes after the start of the reaction, and hydrochloric acid was added to precipitate and remove unreacted fumaric acid, and the amount of L-malic acid in the supernatant was reduced to 2.7 ml.
- Quantitated by a method of reacting with naphthalene diol to develop color, L- in the reaction solution over 15 minutes
Fixed Brevibacterium spp.
When the fumarase activity of flavum drugs was calculated,
The gel showed 910 μmoles/hr/ml, which corresponded to 50% of the enzyme activity of the bacterial cells used. Example 2 Glucose 2.0%, fumaric acid 0.5%, urea 0.2%,
Phosphate-potassium 0.2%, magnesium sulfate 7
Brevibacterium was added to 500 ml of medium (PH7.0) containing 0.05% hydrate and 1.0% corn steep liquor.
Inoculated with Ammoniagenes IAM1645 and kept at 30℃
Cultured with shaking for 24 hours. 8.0% of the bacterial cells collected by centrifugation were suspended in 8 ml of physiological saline, and 5.0% of the bacterial cells, which had been pre-warmed at 45°C, were added to the suspension.
% Genyugel wG (carrageenan from Copenhagen Pectin Factory) aqueous solution was added and mixed well. This mixture was heated to 45°C.
% Epomin p-1000 (polyethyleneimine manufactured by Nippon Shokubai Chemical Co., Ltd.) aqueous solution (adjusted to pH 6.2 with sodium phosphate) and mixed well. This mixture was left to cool at 4° C. for 30 minutes. After molding the gel thus obtained into a cube of 3 mm on a side, 2%
By washing with an aqueous potassium chloride solution, the immobilized Brevibacterium with fumarase activity was removed.
48.8 g of ammoniagenes agent was obtained. The L-malic acid production ability of the immobilized Brevibacterium ammoniagenes agent was 526 μmoles/hr/ml gel;
This corresponded to 60% of the enzyme activity of the bacterial cells used. Example 3 Ammonium fumarate 0.5%, fumaric acid 1.14
%, corn steep liquor 2%, meat 2%,
Magnesium sulfate 0.05%, dipotassium phosphate 0.2
Escherichia coli ATCC11303 was inoculated into 200 ml of a medium (PH 7.0) containing 20% of the total concentration of E. coli, and the bacteria were collected after culturing at 30°C for 16 hours. 2.5 g (wet weight) of the obtained bacterial cells was weighed and suspended in 2.5 ml of the cultured solution, and the temperature of the solution was adjusted to 40°C. Add 45% to the suspension in advance.
11.9 ml of a 4.7% Genyugel wG (carrageenan from Copenhagen Pectin Factory) aqueous solution kept at ℃ was added and mixed well. to this mixture
1.9 ml of a 1.0% Epomin p-1000 (polyethyleneimine manufactured by Nippon Shokubai Chemical Co., Ltd.) aqueous solution (adjusted to pH 6.2 with sodium phosphate) kept at 45° C. was added and mixed well. This mixed solution was allowed to stand at room temperature for 30 minutes, and then allowed to cool at 4° C. for 30 minutes. The thus obtained gel was shaped into a cube with sides of 3 mm, and then washed with a 2% aqueous potassium chloride solution. Double the volume of the gel to 1M
19 g (wet weight) of an immobilized Escherichia coli agent having aspartase activity was obtained by activation in an aqueous ammonium fumarate solution (containing 1 mM magnesium chloride) at 37° C. for 48 hours. The aspartase activity of the immobilized E. coli agent was determined using Leuconostoc metsucenteroides P-60.
Bioassay method using J.Biol.Chem.
172 , 15 (1948)), 13100
μmoles/hr/ml gel, which corresponded to 39% of the enzyme activity of the bacterial cells used. Example 4 Monosodium glutamate 3.2%, Measto 0.5
Pseudomonas dacne IAM1152 was inoculated into 500 ml of a medium (PH7.3) containing 0.05% of potassium phosphate, 0.05% of potassium phosphate, and 0.01% of magnesium sulfate, and the bacteria were collected after culturing with shaking at 30°C for 24 hours. 5 of the obtained bacterial cells
g (wet weight) was suspended in 5 ml of physiological saline, and the temperature of the solution was adjusted to 45°C. The suspension is heated to 50℃ in advance.
18 ml of a warmed 50% Genyugel wG (carrageenan from Copenhagen Pectin Factory) aqueous solution was added and mixed well. Add this mixture to 50℃.
2 ml of a 1.5% Epomine P-100 (polyethyleneimine manufactured by Nippon Shokubai Chemical Co., Ltd.) aqueous solution kept warm was added thereto and mixed well. This mixture was left to cool at 4° C. for 30 minutes. The thus obtained gel was shaped into a cube with sides of 3 mm and washed with a 2% aqueous potassium chloride solution to obtain 31 g (wet weight) of an immobilized Pseudomonas ducne agent having L-aspartate β-decarboxylase activity. Ta. The L-aspartate β-decarboxylase activity of the immobilized Pseudomonas dacne agent was 3240 μmoles/hr/ml gel;
This corresponded to 50% of the enzyme activity of the bacterial cells used. In addition, the measurement of L-aspartate β-decarboxylase activity was performed using 4 g of immobilized Pseudomonas dacne agent.
1 ML ammonium aspartate aqueous solution containing 10 -4 M pyridoxal phosphate (pH with ammonia)
5.5) was added, the reaction was carried out with shaking at 37°C for 1 hour, and the produced L-alanine was quantified by a bioassay method using Leuconostoc titroborum ATCC8081. Example 5 In Example 1, 1.5% Epomin p-1000
(Polyethyleneimine manufactured by Nippon Shokubai Chemical Co., Ltd.)
Process in the same manner as in Example 1, except that instead of 4 ml of the aqueous solution, a solution of 0.5 g of Fronatsuk N (chitosan manufactured by Kyowa Yushi Kogyo Co., Ltd.) dissolved in 4 ml of 0.1 M acetic acid solution (temperature 50°C, pH 6.5) was used. As a result, 49.8 g (wet weight) of an immobilized Brevibacterium flavum agent having fumarase activity was obtained. The fumarase activity of the immobilized Brevibacterium flavum agent is
The gel showed 970 μmoles/hr/ml, which corresponded to 53% of the enzyme activity of the bacterial cells used. Example 6 In Example 1, 1.5% of Epomin p-1000 (polyethyleneimine manufactured by Nippon Shokubai Chemical Co., Ltd.)
Instead of 4 ml of aqueous solution, use Sumifloc FC-240 (trade name of a copolymer of dimethylaminoethyl methacrylate and acrylamide manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.)
A solution of 0.5g dissolved in 4ml of 0.1M acetic acid (temperature
50° C., pH 6.5) was used in the same manner as in Example 1 to obtain 49.7 g (wet weight) of an immobilized Brevibacterium flavum agent having fumarase activity. The fumarase activity of the immobilized Brevibacterium flavum agent is 950 μmoles/hr/
ml gel, which shows the enzyme activity of the bacterial cells used.
%. Example 7 In Example 1, 1.5% Epomine p-1000
(Polyethyleneimine manufactured by Nippon Shokubai Chemical Co., Ltd.)
By treating in the same manner as in Example 1, except that instead of 4 ml of the aqueous solution, a suspension of 0.5 g of AH-Sepharose 4B (trade name manufactured by Pharmacia) in 4 ml of water (temperature 50°C) was used. 48.8 g (wet weight) of an immobilized Brevibacterium flavum agent having fumarase activity was obtained. The fumarase activity of the immobilized Brevibacterium flavum agent is 957μ
moles/hr/ml gel, which corresponded to 53% of the enzyme activity of the bacterial cells used. Example 8 In Example 1, 1.5% Epomine p-1000
(Polyethyleneimine manufactured by Nippon Shokubai Chemical Co., Ltd.)
Instead of 4 ml of aqueous solution, use aminohexylated cellulose (J.Solid-Phase Biochemistry., 3 , 161).
(1978)) by suspending 0.5 g (wet weight) in 4 ml of water (temperature: 50°C) in the same manner as in Example 1, immobilized Brevibacterium having fumarase activity was obtained.・Flavum agent
51.2g (wet weight) was obtained. The fumarase activity of the immobilized Brevibacterium flavum agent is 843μ
moles/hr/ml gel, which corresponded to 46% of the enzyme activity of the bacterial cells used. Example 9 In Example 1, 1.5% Epomine p-1000
(Polyethyleneimine manufactured by Nippon Shokubai Chemical Co., Ltd.)
Instead of 4 ml of aqueous solution, DEAE-Sephadex A
-25 (product name manufactured by Pharmacia) 0.5g (wet weight) suspended in 4ml of water (temperature 50℃)
50.0 g (wet weight) of an immobilized Brevibacterium flavum agent having fumarase activity was obtained by treating in the same manner as in Example 1 except for using .
The fumarase activity of the immobilized Brevibacterium flavum agent was 930 μmoles/hr/ml gel;
This corresponded to 51% of the enzyme activity of the bacterial cells used. Experimental Example 1 Immobilized Brevibacterium flavum agent prepared in Example 1 (hereinafter abbreviated as A), immobilized Brevibacterium flavum agent prepared in Example 5 (hereinafter abbreviated as E), Example 6 The immobilized Brevibacterium flavum agent prepared in Example 7 (hereinafter abbreviated as F), the immobilized Brevibacterium flavum agent prepared in Example 7 (hereinafter abbreviated as G), Example 8
Using the immobilized Brevibacterium flavum agent prepared in Example 9 (hereinafter abbreviated as H), the immobilized Brevibacterium flavum agent prepared in Example 9 (hereinafter abbreviated as I), and a multicationic polymer compound. The following experiments (A) to (E) were conducted using a control immobilized Brevibacterium flavum agent (hereinafter abbreviated as J) prepared without the use of a control agent. A control immobilized Brevibacterium flavum agent was prepared as follows. (Preparation of control immobilized Brevibacterium flavum agent) 8.0 bacterial cells obtained under the same culture conditions as in Example 1
g (wet weight) was suspended in 8 ml of physiological saline, and 34 ml of a 5.0% Genyugel wG (carrageenan manufactured by Copenhagen Pectin Factory) aqueous solution previously kept at 50°C was added to the suspension and mixed well. This mixed solution was left to cool at 4° C. for 30 minutes. The thus obtained gel was shaped into a cube with sides of 3 mm, immersed in a 1M aqueous sodium fumarate solution containing 0.6% bile powder, and left at 37°C for 24 hours. By washing the gel with a 2% potassium chloride aqueous solution,
50.0 g (wet weight) of a control immobilized Brevibacterium flavum agent having fumarase activity was obtained.
The fumarase activity of the immobilized Brevibacterium flavum agent was measured in the same manner as in Example 1.
The gel showed 900 μmoles/hr/ml, which corresponded to 49% of the enzyme activity of the bacterial cells used. Experiment A (Stability during continuous enzyme reactions) 6.3 g each of immobilized Brevibacterium flavum agents A and E to J were packed into a column with a jacket tube (1.6 cm x 12 cm), and the column was filled with a 1M aqueous sodium fumarate solution ( PH7.0) was continuously passed day and night at 37°C at a flow rate of 6 ml/hr.The effluent was sampled at appropriate times to measure the fumarase activity of the immobilized Brevibacterium flavum agent. 45℃ and
It was also carried out at a temperature of 50°C. Furthermore, the initial activity of each immobilized Brevibacterium flavum agent was 50
The number of days required for the percentage decrease (half-life) was calculated from the following formula. The results are shown in Tables 1 to 3 below. Kd=2.303/tlogn 0 /n t1/2=0.693/Kd However, Kd=degradation rate constant (1/day) t=reaction time (day) n0 =initial enzyme activity n=enzyme after t days Activity t1/2 = half-life

【表】【table】

【表】【table】

【表】 実験 B (熱安定性) 固定化ブレビバクテリウム・フラバム剤A及び
J各2.0gを0.1Mリン酸カリウム緩衝液(PH7.0)
2.0mlに浸し、60℃で1時間加熱処理した。次い
で加熱処理後のフマラーゼ活性を測定し、フマラ
ーゼ活性の残存率を下式より求めたところ、下記
第4表の如き結果が得られた。 フマラーゼ活性の残存率(%) =加熱処理後のフマラーゼ活性/加熱処理前のフマラ
ーゼ活性×100
[Table] Experiment B (thermal stability) 2.0 g each of immobilized Brevibacterium flavum agents A and J were added to 0.1 M potassium phosphate buffer (PH7.0)
It was immersed in 2.0 ml of water and heat-treated at 60°C for 1 hour. Next, the fumarase activity after the heat treatment was measured, and the residual rate of fumarase activity was calculated from the following formula, and the results shown in Table 4 below were obtained. Residual rate of fumarase activity (%) = fumarase activity after heat treatment / fumarase activity before heat treatment × 100

【表】 実験 C (PH4.5溶液中での安定性) 固定化ブレビバクテリウム・フラバム剤A、E
及びJ各2.0gをPH4.5の0.5M酢酸緩衝液5mlに浸
し、37℃で1時間処理した。次いでPH4.5溶液処
理後のフマラーゼ活性を測定し、フマラーゼ活性
の残存率を下式より求めたところ、下記第5表の
如き結果が得られた。 フマラーゼ活性の残存率(%) =PH4.5溶液処理後のフマラーゼ活性/PH4.5溶
液処理前のフマラーゼ活性×100
[Table] Experiment C (Stability in PH4.5 solution) Immobilized Brevibacterium flavum agents A, E
2.0 g of each of J and J were immersed in 5 ml of 0.5M acetate buffer of PH4.5 and treated at 37°C for 1 hour. Next, the fumarase activity after treatment with the PH4.5 solution was measured, and the residual rate of fumarase activity was calculated from the following formula, and the results shown in Table 5 below were obtained. Residual rate of fumarase activity (%) = fumarase activity after treatment with PH4.5 solution / fumarase activity before treatment with PH4.5 solution x 100

【表】 実験 D (エタノール含有溶液中での安定性) 固定化ブレビバクテリウム・フラバム剤A、E
及びJ各2.0gをエタノール0.46g含有2%塩化
カリウム水溶液2.0mlに浸し、37℃で30分間処理
した。次いでエタノール含有溶液処理後のフマラ
ーゼ活性を測定し、フマラーゼ活性の残存率を下
式より求めたところ、下記第6表の如き結果が得
られた。 フマラーゼ活性の残存率(%)=エタノール含有溶液処理後のフマラーゼ活性/エタノール含有溶液処理
前のフマラーゼ活性×100
[Table] Experiment D (Stability in ethanol-containing solution) Immobilized Brevibacterium flavum agents A and E
2.0 g of each of J and J were immersed in 2.0 ml of a 2% aqueous potassium chloride solution containing 0.46 g of ethanol, and treated at 37° C. for 30 minutes. Next, the fumarase activity after the treatment with the ethanol-containing solution was measured, and the residual rate of fumarase activity was calculated from the following formula, and the results shown in Table 6 below were obtained. Residual rate of fumarase activity (%) = fumarase activity after treatment with ethanol-containing solution / fumarase activity before treatment with ethanol-containing solution × 100

【表】 実験 E (尿素含有溶液中での安定性) 固定化ブレビバクテリウム・フラバム剤A及び
J各2gを尿素0.36g含有2%塩化カリウム水溶
液2.0mlに浸し、37℃で30分間処理した。次いで
尿素含有溶液処理後のフマラーゼ活性を測定し、
フマラーゼ活性の残存率を下式から求めたとこ
ろ、第7表の如き結果が得られた。 フマラーゼ活性の残存率(%) =尿素含有溶液処理後のフマラーゼ活性/尿素含有溶
液処理前のフマラーゼ活性×100
[Table] Experiment E (Stability in urea-containing solutions) 2 g each of immobilized Brevibacterium flavum agents A and J were immersed in 2.0 ml of a 2% potassium chloride aqueous solution containing 0.36 g of urea, and treated at 37°C for 30 minutes. . Next, fumarase activity was measured after treatment with a urea-containing solution,
When the residual rate of fumarase activity was calculated from the formula below, the results shown in Table 7 were obtained. Residual rate of fumarase activity (%) = fumarase activity after treatment with urea-containing solution / fumarase activity before treatment with urea-containing solution x 100

【表】 実験例 2 実施例2で調製した固定化ブレビバクテリウ
ム・アンモニアゲネス剤(以下、Bと略す)及び
多カチオン性高分子化合物を用いることなく調製
した対照の固定化ブレビバクテリウム・アンモニ
アゲネス剤(以下、Kと略す)を用いて下記実験
(F)〜(I)を行なつた。尚、対照の固定化ブレビ
バクテリウム・アンモニアゲネス剤の調製は下記
の如くして行なつた。 (対照固定化ブレビバクテリウム・アンモニア
ゲネス剤の調製) 実施例2と同様の培養条件で得られた菌体8.0
g(湿重量)を生理食塩水8mlにけん濁した後、
実験例1における対照固定化ブレビバクテリウ
ム・フラバム剤の調製と同様に処理することによ
り、フマラーゼ活性を有する対照の固定化ブレビ
バクテリウム・アンモニアゲネス剤49.7g(湿重
量)を得た。該固定化ブレビバクテリウム・アン
モニアゲネス剤のL−リンゴ酸生成能は509μ
moles/hr/mlゲルを示し、これは用いた菌体の
酵素活性の58%に相当した。 実験 F (熱安定性) 固定化ブレビバクテリウム・アンモニアゲネス
剤B及びK各2.0gを0.1Mリン酸カリウム緩衝液
(PH7.0)2.0mlに浸し、55℃で1時間加熱処理し
た。次いで加熱処理後のフマラーゼ活性を測定
し、フマラーゼ活性の残存率を実験例1の実験B
と同じ式から求めたところ、下記第8表の如き結
果が得られた。
[Table] Experimental Example 2 Immobilized Brevibacterium ammoniagenes agent (hereinafter abbreviated as B) prepared in Example 2 and control immobilized Brevibacterium ammonia prepared without using a polycationic polymer compound The following experiment was conducted using Genes agent (hereinafter abbreviated as K).
(F) to (I) were performed. A control immobilized Brevibacterium ammoniagenes agent was prepared as follows. (Preparation of control immobilized Brevibacterium ammoniagenes agent) 8.0 bacterial cells obtained under the same culture conditions as in Example 2
After suspending g (wet weight) in 8 ml of physiological saline,
By treating in the same manner as in the preparation of the control immobilized Brevibacterium flavum agent in Experimental Example 1, 49.7 g (wet weight) of a control immobilized Brevibacterium ammoniagenes agent having fumarase activity was obtained. The L-malic acid producing ability of the immobilized Brevibacterium ammoniagenes agent is 509μ
moles/hr/ml gel, which corresponded to 58% of the enzyme activity of the bacterial cells used. Experiment F (thermal stability) 2.0 g each of immobilized Brevibacterium ammoniagenes agents B and K were immersed in 2.0 ml of 0.1 M potassium phosphate buffer (PH7.0) and heat-treated at 55° C. for 1 hour. Next, the fumarase activity after the heat treatment was measured, and the residual rate of fumarase activity was determined according to Experiment B of Experimental Example 1.
When calculated using the same formula, the results shown in Table 8 below were obtained.

【表】 実験 G (PH4.5溶液中での安定性) 固定化ブレビバクテリウム・アンモニアゲネス
剤B及びK各2.0gを0.5M酢酸緩衝液5mlに浸
し、37℃で1時間処理した。次いでPH4.5溶液処
理後のフマラーゼ活性を測定し、フマラーゼ活性
の残存率を実験例1の実験Cと同じ式から求めた
ところ、下記第9表の如き結果が得られた。
[Table] Experiment G (Stability in PH4.5 solution) 2.0 g each of immobilized Brevibacterium ammoniagenes agents B and K were immersed in 5 ml of 0.5 M acetate buffer and treated at 37° C. for 1 hour. Next, the fumarase activity after treatment with the PH4.5 solution was measured, and the residual rate of fumarase activity was calculated using the same formula as in Experiment C of Experimental Example 1, and the results shown in Table 9 below were obtained.

【表】 実験 H (エタノール含有溶液中での安定性) 固定化ブレビバクテリウム・アンモニアゲネス
剤B及びK各2.0gをエタノール0.46g含有2%
塩化カリウム水溶液2.0mlに浸し37℃で30分間処
理した。次いでエタノール含有溶液処理後のフマ
ラーゼ活性を測定し、フマラーゼ活性の残存率を
実験例1の実験Dと同じ式から求めたところ、下
記第10表の如き結果が得られた。
[Table] Experiment H (Stability in ethanol-containing solution) 2.0 g each of immobilized Brevibacterium ammoniagenes agents B and K in 2% ethanol containing 0.46 g
It was immersed in 2.0 ml of potassium chloride aqueous solution and treated at 37°C for 30 minutes. Next, the fumarase activity after the treatment with the ethanol-containing solution was measured, and the residual rate of fumarase activity was determined using the same formula as in Experiment D of Experimental Example 1, and the results shown in Table 10 below were obtained.

【表】 実験 I (尿素含有溶液中での安定性) 固定化ブレビバクテリウム・アンモニアゲネス
剤B及びK各2.0gを尿素0.36g含有2%塩化カ
リウム水溶液2.0mlに浸し、37℃で30分間処理し
た。次いで尿素含有溶液処理後のフマラーゼ活性
を測定し、フマラーゼ活性の残存率を実験例1の
実験Eと同じ式から求めたところ、下記第11表の
如き結果が得られた。
[Table] Experiment I (Stability in urea-containing solutions) 2.0 g each of immobilized Brevibacterium ammoniagenes agents B and K were immersed in 2.0 ml of a 2% potassium chloride aqueous solution containing 0.36 g of urea, and the mixture was heated at 37°C for 30 minutes. Processed. Next, the fumarase activity after treatment with the urea-containing solution was measured, and the residual rate of fumarase activity was determined using the same formula as in Experiment E of Experimental Example 1, and the results shown in Table 11 below were obtained.

【表】 実験例 3 実施例3で調製した固定化エシエリシア・コリ
剤(以下、Cと略す)及び多カチオン性高分子化
合物を用いることなく調製した対照の固定化エシ
エリシア・コリ剤(以下、Lと略す)を用いて下
記実験(J)を行なつた。尚、対照の固定化エシエリ
シア・コリ剤の調製は下記の如くして行なつた。 (対照固定化エシエリコシア・コリ剤の調製) 実施例3と同様の培養条件で得られた菌体2.0
g(湿重量)を培養終了液2.0mlにけん濁し、液
温を40℃に調節した。該けん濁液にあらかじめ45
℃に保温した4.1%ゲニユーゲルwG(コペンハー
ゲンペクチンフアクトリー社製のカラギーナン)
水溶液11.0mlを加えてよく混合した。この混合液
を室温で30分間放置後、4℃で30分間静置放冷す
る。かくして得られるゲルを1辺3mmの立方体に
成形後、2%塩化カリウム水溶液で洗浄した。該
ゲルを倍養の1Mフマル酸アンモニウム水溶液
(1mMの塩化マグネシウム含有)中37℃で48時
間保つて活性化することにより、アスパルターゼ
活性を有する固定化エシエリシア・コリ剤15g
(湿重量)を得た。該固定化エシエリシア・コリ
剤のアスパルターゼ活性は12400μmoles/hr/
mlゲルを示し、これは用いた菌体の酵素活性の37
%に相当した。 実験 J (熱安定性) 固定化エシエリシア・コリ剤C及びL各1.0g
を2%塩化カリウム水溶液10.0mlに浸し、55℃で
30分間加熱処理した。次いで加熱処理後のアスパ
ルターゼ活性を測定し、アスパルターゼ活性の残
存率を下式より求めたところ、下記第12表の如き
結果が得られた。 アスパルターゼ活性の残存率(%) =加熱処理後のアスパルターゼ活性/加熱処理前のア
スパルターゼ活性×100
[Table] Experimental Example 3 The immobilized E. coli agent prepared in Example 3 (hereinafter abbreviated as C) and the control immobilized E. coli agent (hereinafter referred to as L) prepared without using a polycationic polymer compound. The following experiment (J) was conducted using A control immobilized E. coli agent was prepared as follows. (Preparation of control immobilized E. coli agent) Bacterial cells 2.0 obtained under the same culture conditions as in Example 3
g (wet weight) was suspended in 2.0 ml of the culture completion solution, and the temperature of the solution was adjusted to 40°C. Add 45% to the suspension in advance.
4.1% Genyugel wG (carrageenan manufactured by Copenhagen Pectin Factory) kept at ℃
11.0 ml of aqueous solution was added and mixed well. This mixture was allowed to stand at room temperature for 30 minutes, and then left to cool at 4° C. for 30 minutes. The thus obtained gel was shaped into a cube with sides of 3 mm, and then washed with a 2% aqueous potassium chloride solution. By activating the gel by keeping it at 37°C for 48 hours in a 1M ammonium fumarate aqueous solution (containing 1mM magnesium chloride), 15g of an immobilized Escherichia coli agent having aspartase activity was obtained.
(wet weight) was obtained. The aspartase activity of the immobilized E. coli agent is 12400 μmoles/hr/
ml gel, which shows the enzyme activity of the bacterial cells used.
%. Experiment J (thermal stability) Immobilized Escherichia coli agents C and L each 1.0 g
Soaked in 10.0ml of 2% potassium chloride aqueous solution and heated at 55℃.
Heat treatment was performed for 30 minutes. Next, the aspartase activity after the heat treatment was measured, and the residual rate of aspartase activity was calculated from the following formula, and the results shown in Table 12 below were obtained. Remaining rate of aspartase activity (%) = Aspartase activity after heat treatment / Aspartase activity before heat treatment × 100

【表】 実験例 4 実施例4で調製した固定化シユードモナス・ダ
クネー剤(以下、Dと略す)及び多カチオン性高
分子化合物を用いることなく調製した対照の固定
化シユードモナス・ダクネー剤(以下、Mと略
す)を用いて下記実験(K)を行なつた。尚、対照固
定化シユードモナス・ダクネー剤の調製は下記の
如くして行なつた。 (対照固定化シユードモナス・ダクネー剤の調
製) 実施例4と同様の培養条件で得られた菌体5.0
g(湿重量)を生理食塩水5mlにけん濁し、液温
を45℃に調節した。該けん濁液にあらかじめ50℃
に保温した5.0%ゲニユーゲルwG(コペンハーゲ
ンペクチンフアクトリー社製のカラギーナン)水
溶液20mlを加えてよく混合した。この混合液を4
℃で30分間静置放冷した。かくして得られるゲル
を1辺3mmの立方体に成形後、2%塩化カリウム
水溶液で洗浄することにより、L−アスパラギン
酸β−脱炭酸酵素活性を有する対照の固定化シユ
ードモナス・ダクネー剤30g(湿重量)を得た。
該固定化シユードモナス・ダクネー剤のL−アス
パラギン酸β−脱炭酸酵素活性は3240μmoles/
hr/mlゲルを示し、これは用いた菌体の酵素活性
の50%に相当した。 実験 K 固定化シユードモナス・ダクネー剤D及びM各
2.0gをPH7.0の0.1Mリン酸緩衝液2.0mlに浸し、
60℃で30分間加熱処理した。次いで加熱処理後の
L−アスパラギン酸β−脱炭酸酵素活性を測定
し、L−アスパラギン酸β−脱炭酸酵素活性の残
存率を下式より求めたところ、下記第13表の如き
結果が得られた。 L−アスパラギン酸β−脱炭酸酵素活性の残存率
(%) =加熱処理後のL−アスパラギン酸β−脱炭酸酵素活性/加熱処理前のL−アスパラギン酸β−脱炭
酸酵素活性×100
[Table] Experimental Example 4 The immobilized Pseudomonas dacne agent prepared in Example 4 (hereinafter abbreviated as D) and the control immobilized Pseudomonas dacne agent prepared without using a polycationic polymer compound (hereinafter referred to as M The following experiment (K) was conducted using A control immobilized Pseudomonas dacne agent was prepared as follows. (Preparation of control immobilized Pseudomonas dacne agent) 5.0 bacterial cells obtained under the same culture conditions as in Example 4
g (wet weight) was suspended in 5 ml of physiological saline, and the temperature of the solution was adjusted to 45°C. The suspension is heated to 50℃ in advance.
20 ml of a 5.0% Genyugel wG (carrageenan manufactured by Copenhagen Pectin Factory) aqueous solution kept warm was added and mixed well. Add this mixture to 4
The mixture was left to cool at ℃ for 30 minutes. The thus obtained gel was shaped into a cube with sides of 3 mm and washed with a 2% potassium chloride aqueous solution to obtain 30 g (wet weight) of a control immobilized Pseudomonas dacne agent having L-aspartate β-decarboxylase activity. I got it.
The L-aspartate β-decarboxylase activity of the immobilized Pseudomonas dacne agent was 3240 μmoles/
hr/ml gel, which corresponded to 50% of the enzyme activity of the bacterial cells used. Experiment K Immobilized Pseudomonas dacne agents D and M each
Soak 2.0g in 2.0ml of 0.1M phosphate buffer with pH 7.0.
Heat treatment was performed at 60°C for 30 minutes. Next, the L-aspartate β-decarboxylase activity after the heat treatment was measured, and the residual rate of L-aspartate β-decarboxylase activity was calculated from the following formula, and the results shown in Table 13 below were obtained. Ta. Remaining rate of L-aspartate β-decarboxylase activity (%) = L-aspartate β-decarboxylase activity after heat treatment/L-aspartate β-decarboxylase activity before heat treatment × 100

【表】【table】

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 分子構造内に硫酸基を10W/W%以上含有す
る多糖類の水溶液に酵素活性物質及び多カチオン
性高分子化合物を添加混合し、次いで該混合液中
の前記多糖類をゲル化させることによつて該多糖
類のゲル格子内に前記酵素活性物質を包括させる
ことを特徴とする固定化酵素活性物質の製法。 2 多糖類がカラギーナンである特許請求の範囲
第1項記載の製法。 3 酵素活性物質が微生物菌体である特許請求の
範囲第1項または第2項記載の製法。 4 多カチオン性高分子化合物がポリアルキレン
イミン、キトサン、ジメチルアミノエチルメタク
リレイトとアクリルアミドとの共重合体、アミノ
ヘキシル化アガロースまたはジメチルアミノエチ
ル化架橋デキストランである特許請求の範囲第3
項記載の製法。
[Scope of Claims] 1. Add and mix an enzyme active substance and a polycationic polymer compound to an aqueous solution of a polysaccharide containing 10 W/W% or more of sulfate groups in the molecular structure, and then add and mix the polysaccharide in the mixed solution. 1. A method for producing an immobilized enzyme active substance, which comprises encapsulating the enzyme active substance in a gel lattice of the polysaccharide by gelling the polysaccharide. 2. The production method according to claim 1, wherein the polysaccharide is carrageenan. 3. The production method according to claim 1 or 2, wherein the enzymatically active substance is a microbial cell. 4. Claim 3, wherein the polycationic polymer compound is polyalkyleneimine, chitosan, a copolymer of dimethylaminoethyl methacrylate and acrylamide, aminohexylated agarose, or dimethylaminoethylated crosslinked dextran.
Manufacturing method described in section.
JP1724081A 1981-02-06 1981-02-06 Preparation of immobilized enzymically active substance Granted JPS57132883A (en)

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