JPH0797988B2 - Method of immobilizing substances - Google Patents
Method of immobilizing substancesInfo
- Publication number
- JPH0797988B2 JPH0797988B2 JP20162186A JP20162186A JPH0797988B2 JP H0797988 B2 JPH0797988 B2 JP H0797988B2 JP 20162186 A JP20162186 A JP 20162186A JP 20162186 A JP20162186 A JP 20162186A JP H0797988 B2 JPH0797988 B2 JP H0797988B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- carrier
- substance
- group
- immobilized
- molecule
- 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 - Lifetime
Links
Landscapes
- Immobilizing And Processing Of Enzymes And Microorganisms (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は物質の固定化方法に関する。詳しくは物質と担
体とを1分子内に2つ以上のマレイミド基もしくは1分
子内にマレイミド基とスクシンイミドエステル基の両方
を持つ多価性架橋化合物で架橋することを特徴とする物
質の固定化方法である。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for immobilizing a substance. Specifically, a method for immobilizing a substance, which comprises cross-linking a substance and a carrier with a polyvalent crosslinking compound having two or more maleimide groups in one molecule or both a maleimide group and a succinimide ester group in one molecule. Is.
本発明によれば、低分子物質、高分子物質、生理活性物
質、蛋白質、酵素、リガンド、抗原、抗体、微生物菌
体、細胞等各種物質を自由に担体に固定することができ
るので、物質の精製、製造、生合成、分析、測定といっ
た技術分野で広く本発明は利用できるものである。According to the present invention, various substances such as low-molecular substances, high-molecular substances, physiologically active substances, proteins, enzymes, ligands, antigens, antibodies, microbial cells, and cells can be freely immobilized on a carrier. The present invention can be widely used in the technical fields of purification, production, biosynthesis, analysis and measurement.
例えば、固定化される物質がアフィニティークロマトグ
ラフィーのリガンドである場合、本発明は物質の精製に
用いることができ、また、固定化される物質が触媒作用
を持つ酵素である様な場合は、バイオリアクターとして
有用であって、特に本発明はバイオテクノロジーの技術
分野において重要な意義を有するものである。For example, when the substance to be immobilized is a ligand for affinity chromatography, the present invention can be used for purification of the substance, and when the substance to be immobilized is an enzyme having a catalytic action, bio- It is useful as a reactor, and in particular, the present invention has important significance in the technical field of biotechnology.
(従来の技術) 共有結合法による物質の固定化方法については、多数の
報告がある。総説としては(大沢利昭、寺尾允男編、ア
フィニティークロマトとアフィニティーラベル、蛋白質
核酸酵素、別冊22号、1980、共立出版)などがある。(Prior Art) There are many reports on a method of immobilizing a substance by a covalent bond method. Review articles include Toshiaki Osawa and Yoshio Terao, Affinity Chromatography and Affinity Labels, Protein Nucleic Acid and Enzymes, Supplement No. 22, 1980, Kyoritsu Shuppan.
最も多用される方法にCNBr活性化担体を用いて固定化し
たい物質の一級アミノ基と結合させる方法がある(Axe
n,R.,Porath,J.,& Ernback,S.(1967):Nature 214,13
02.:Porath,J.,Axen,R.,& Ernback,S.(1967):Nature
215,1941)。これはOH基を持つ担体をCNBrで処理し、
活性型のイミドカルボネート体とし、物質のプロトン化
していない一級アミノ基と結合し固定化する方法である
が、物質が酵素等の生理活性物質の場合、物質の表面に
ある多数の一級アミノ基が担体と結合するために、結合
が強固ではある反面、立体構造に重大な影響を及ぼし、
生理活性が大きく低下する。この方法で酵素を固定化す
る場合、固定化後の活性残存率は10%以上にはなりにく
い。The most frequently used method is to use a CNBr activated carrier to bind to the primary amino group of the substance to be immobilized (Axe
n, R., Porath, J., & Ernback, S. (1967): Nature 214 , 13
02.:Porath,J.,Axen,R., & Ernback, S. (1967): Nature
215 , 1941). This is a carrier with OH groups treated with CNBr,
This is a method of immobilizing by immobilizing an active imidocarbonate with a non-protonated primary amino group of the substance, but when the substance is a physiologically active substance such as an enzyme, many primary amino groups on the surface of the substance are used. Is bound to the carrier, the bond is strong, but on the other hand, it has a significant influence on the three-dimensional structure.
Physiological activity is greatly reduced. When the enzyme is immobilized by this method, the residual activity rate after immobilization is less than 10%.
担体のアミノ基と固定化したい物質のカルボキシル基、
もしくはこの逆の、担体のカルボキシル基と固定化した
い物質のアミノ基を水溶性カルボジイミド(例えば、N
−ethyl−N′−(3−dimethyl aminopropyl)carbodi
imide hydrochloride,N−cyclohexyl−N′−2−
(4′−methyl−morpholinium)ethyl carbodiimide−
p−toluene sulphonate)の存在下に結合させ、担体に
物質を固定化する方法も多用される。しかしこの方法
も、固定化された物質の活性が大きく低下する場合が多
い。Amino group of carrier and carboxyl group of substance to be immobilized,
Or vice versa, the carboxyl group of the carrier and the amino group of the substance to be immobilized are treated with a water-soluble carbodiimide (for example, N
-Ethyl-N '-(3-dimethyl aminopropyl) carbodi
imide hydrochloride, N-cyclohexyl-N'-2-
(4'-methyl-morpholinium) ethyl carbodiimide-
A method of immobilizing a substance on a carrier by binding it in the presence of p-toluene sulphonate) is also frequently used. However, this method also often greatly reduces the activity of the immobilized substance.
本発明は、1分子内に2つ以上のマレイミド基を持つ化
合物もしくは、1分子内にマレイド基とスクシンイミド
エステル基の両方を有する化合物で、固定化したい物質
と担体とを結合させる方法により物質を固定化するもの
である。1分子内に2つ以上のマレイミド基を持つ化合
物もしくは、1分子内にマレイミド基とスクシンイミド
エステル基の両方を持つ化合物は、蛋白質同志の架橋形
成に用いられている。The present invention is a compound having two or more maleimide groups in one molecule, or a compound having both a maleido group and a succinimide ester group in one molecule, which is used to bind a substance to be immobilized with a carrier by a method. It is fixed. A compound having two or more maleimide groups in one molecule or a compound having both a maleimide group and a succinimide ester group in one molecule has been used for cross-linking formation of proteins.
石川らは酵素と抗体との架橋形成に用いており、多数の
報告がなされている。Ishikawa et al. Have used it to form crosslinks between enzymes and antibodies, and many reports have been made.
総説としては(石川栄治、河井忠、宮井潔編、酵素免疫
測定法、第2版、1982、医学書院)があり、酵素と抗体
との結合法について詳細に述べられている。しかし、こ
れらの方法は全て、可溶性の蛋白質同志の架橋形成に用
いられたものであり、このような方法で、物質の活性を
低下せしめることなく且つ強固に担体に固定化する技術
は従来全く知られておらず、新規である。As a review article (edited by Eiji Ishikawa, Tadashi Kawai, Kiyoshi Miyai, Enzyme-linked immunosorbent assay, 2nd edition, 1982, Ikusho Shoin), the method for binding an enzyme to an antibody is described in detail. However, all of these methods have been used for the cross-linking formation of soluble proteins, and the technique of firmly immobilizing the substance on the carrier without lowering the activity of the substance by such a method has never been known. Not new, new.
(発明が解決しようとする問題点) 上記の様な既知の固定方法においては、固定化したい物
質のアミノ基と担体とを化学的に結合するものが多い。
固定化したい物質が蛋白質の場合には、アミノ末端にあ
るαアミノ基、リジンのεアミノ基が多くの場合結合に
使われる。これらは反応性の高い求核性の残基である
が、1分子の蛋白質中に多数存在するため、担体との間
で多点で結合する。しかも、αアミノ基、εアミノ基の
もつ正の電荷は、蛋白質の立体構造を保持するために重
要な働きをしており、固定化することによるこの正の荷
電が失なわれる事による立体構造の変化は無視できな
い。さらに、物質が生理活性物質の場合は失活の原因と
なる。(Problems to be Solved by the Invention) In many of the known immobilization methods described above, the amino group of the substance to be immobilized is chemically bound to the carrier.
When the substance to be immobilized is a protein, the α-amino group at the amino terminus and the ε-amino group of lysine are often used for binding. These are highly reactive nucleophilic residues, but since they are present in large numbers in one molecule of protein, they are bound to the carrier at multiple points. Moreover, the positive charges of the α-amino group and ε-amino group play an important role in maintaining the three-dimensional structure of the protein, and the three-dimensional structure resulting from the loss of this positive charge due to immobilization The change in can't be ignored. Furthermore, when the substance is a physiologically active substance, it causes deactivation.
また、固定化したい物質のカルボキシル基と担体とを化
学的に結合する場合にもほぼ同様の問題が生じる。蛋白
質を固定化する場合、アスパラギン酸のβ−カルボキシ
ル基、グルタミン酸のγ−カルボキシル基、さらにC末
端のカルボキシル基があり、一分子の蛋白質分子中に多
数存在する。このカルボキシル基を用いて担体と結合さ
せると多くのカルボキシル基が担体との結合に使われる
ために、アミノ基の場合と同様の問題が生じる。Also, when the carboxyl group of the substance to be immobilized and the carrier are chemically bound, almost the same problem occurs. When a protein is immobilized, there are β-carboxyl group of aspartic acid, γ-carboxyl group of glutamic acid, and C-terminal carboxyl group, which are present in large numbers in one molecule of protein. When this carboxyl group is used to bond to a carrier, many carboxyl groups are used for bonding to the carrier, so that the same problem as in the case of the amino group occurs.
又、これ以外の方法に、担体にエポキシ活性化し、これ
に固定化したい物質を作用させる場合は、物質のアミノ
基、SH基、OH基が結合するが、これも物質と担体とが多
点で結合するために物質の立体構造に影響を与え、生理
活性と大巾に低下させることが多い。In addition, in the other methods, when the carrier is epoxy-activated and the substance to be immobilized is made to act on it, the amino group, SH group, and OH group of the substance are bound, but this also has multiple points of substance and carrier. In many cases, the three-dimensional structure of the substance is affected by the binding, and the biological activity and the biological activity are greatly reduced.
この様に従来の方法は、固定化したい物質と担体とを、
固定化したい物質のどの部分で結合させるかを考えず
に、単に、固定化したい物質に多数存在する反応基と担
体とを結合させているものということができる。In this way, the conventional method is to remove the substance to be immobilized and the carrier,
It can be said that the reaction group, which is present in large numbers in the substance to be immobilized, is bound to the carrier without considering which part of the substance to be immobilized is bound.
もともと、物質を担体に強固に結合固定すれば、その
分、活性が低下するものである。換言すれば、結合固定
と活性維持とは本来両立し得ないものである。上記した
既知の方法においてもこの点は例外ではなく、いずれの
方法によっても、物質を強固に結合するとその活性の低
下ないしは消滅は避けられず、特に、酵素、蛋白質、各
種生理活性物質、免疫関連物質等の固定にはこれらの方
法は利用できないといっても過言ではない。Originally, if the substance is firmly bound and fixed to the carrier, the activity is reduced accordingly. In other words, immobilization of binding and maintenance of activity are essentially incompatible. This point is not an exception even in the known methods described above, and in any method, if the substance is tightly bound, the decrease or disappearance of the activity is unavoidable, and in particular, the enzyme, the protein, various physiologically active substances, the immune-related substances, etc. It is no exaggeration to say that these methods cannot be used to fix substances.
(問題点を解決するための手段) 本発明は、上記した欠点を一挙に解決するためになされ
たものであって、担体結合法(共有結合法、イオン結合
法、物理的吸着法)、架橋法、包括法(格子型、マイク
ロカプセル型)その他既知の固定化法についてそれぞれ
検討した結果、本発明の目的を達成するには架橋法が最
適であるとの結論を得た。そして、更に各方面から深く
且つ広範に研究した結果、本発明者らは、1分子内に2
つ以上のマレイミド基を持つ化合物もしくは、1分子内
にマレイミド基とスクシンイミドエステル基の両方を有
する化合物で、固定化したい物質と担体とを結合させる
方法により物質を固定化した時、物質の活性の低下があ
まり生じない事を見い出し、本発見を完成させるに至っ
た。(Means for Solving Problems) The present invention has been made to solve the above-mentioned drawbacks all at once, and includes a carrier binding method (covalent binding method, ionic binding method, physical adsorption method), and cross-linking. As a result of examining the immobilization method, the encapsulation method (lattice type, microcapsule type) and other known immobilization methods, it was concluded that the crosslinking method is the most suitable for achieving the object of the present invention. As a result of further deep and wide-ranging research from various fields, the present inventors found that 2
A compound having three or more maleimide groups or a compound having both a maleimide group and a succinimide ester group in one molecule is used. We found that the drop did not occur much, and completed the discovery.
本発明の最大の特徴は、マレイミド基をもつ化合物を物
質の固定化に用いることにある。本発明は、マレイミド
基がSH基と特異的に反応する点に着目し、これを利用し
たものである。蛋白質の場合、システイン残基にのみSH
基が存在するが、多くは、蛋白質内のペプチド鎖の架橋
のために、シスチンとして存在し、分子内に存在する遊
離のSH基は少ない。例えばウシ血清アルブミンの場合、
1分子存在するのみである。その他の酵素等について
も、アミノ基やカルボキシル基に比べてSH基の存在量は
少ない。そのために、担体に固定化された物質は、立体
構造に与える影響が少ないために、物質の活性の低下が
生じにくいものと考えられる。The greatest feature of the present invention is that a compound having a maleimide group is used for immobilizing a substance. The present invention focuses on the point that the maleimide group specifically reacts with the SH group, and utilizes this. In the case of protein, SH only at cysteine residues
Although there are groups, many exist as cystines due to the cross-linking of peptide chains within proteins, and few free SH groups are present in the molecule. For example, in the case of bovine serum albumin,
There is only one molecule. Regarding other enzymes, etc., the amount of SH groups is smaller than that of amino groups and carboxyl groups. Therefore, it is considered that the substance immobilized on the carrier has less influence on the three-dimensional structure, and thus the activity of the substance is less likely to decrease.
当然のことながら、SH基を活性中心位置にもつような生
理活性物質(たとえば、SHプロテアーゼ)などの固定化
に本発明による方法は向かない。As a matter of course, the method according to the present invention is not suitable for immobilizing a physiologically active substance having an SH group at the active center position (eg, SH protease).
しかし、その他の多くの生理活性物質の場合、上記の理
由のために、有用な固定化方法である。However, many other physiologically active substances are useful immobilization methods for the above reasons.
従来、SH基を有する物質の固定化法としては、次の反応
式で示されるように、活性化チオール担体とSH基含有ペ
プチドとの結合が知られている。Conventionally, as a method for immobilizing a substance having an SH group, a bond between an activated thiol carrier and an SH group-containing peptide is known as shown in the following reaction formula.
(Carlsson,J.,Axen,R.,and Unge,T.(1975)Eur.J.Bio
chemistry,59,567) しかしながら、この方法で得られる結合はジスルフィド
結合(−S−S−)であるので、生体中の還元剤(グル
タチオン等)によって結合が解離しやすいという欠点は
避けられない。(Carlsson, J., Axen, R., and Unge, T. (1975) Eur.J.Bio
chemistry, 59 , 567) However, since the bond obtained by this method is a disulfide bond (-S-S-), it is unavoidable that the bond is easily dissociated by a reducing agent (such as glutathione) in the living body.
これに対して、チオエーテル結合(−S−)で結合した
固定物質は、生体中の還元剤に対しても解離しにくいと
考えられている。On the other hand, it is considered that the fixed substance bound by the thioether bond (-S-) is unlikely to dissociate with the reducing agent in the living body.
この様に、生理活性に悪影響を与えにくい固定化方法
は、高性能のバイオリアクターとして活用しうるもので
ある。As described above, the immobilization method that does not adversely affect the physiological activity can be used as a high-performance bioreactor.
また、固定化したい物質が、免疫源であるハプテンのキ
ャリアーである様な場合、特によく用いられるウシ血清
アルブミンの場合、アルブミンは、1分子内に60以上の
アミノ基を有し、1分子のSH基をもつ。ハプテンはキャ
リアーにできるだけ多く結合したいために、アルブミン
のアミノ基もしくはカルボキシル基と結合させることが
多い。When the substance to be immobilized is a carrier of hapten which is an immunogen, particularly in the case of bovine serum albumin which is often used, albumin has 60 or more amino groups in one molecule and one molecule of It has an SH group. The hapten is often bound to the amino group or carboxyl group of albumin in order to bind to the carrier as much as possible.
この様にして作製したハプテン−キャリヤー複合体に
は、結合にアミノ基を用いた場合には、ほとんど遊離の
アミノ基は存在しないために、担体との結合に、アミノ
基は使用できない。In the thus-prepared hapten-carrier complex, when an amino group is used for binding, almost no free amino group is present, so the amino group cannot be used for binding to the carrier.
そこで、ハプテンとの結合に関係しないSH基で担体と結
合する事により固定化しうる。本発明方法が有効な所以
である。Therefore, it can be immobilized by binding to the carrier with an SH group that is not related to binding to the hapten. This is the reason why the method of the present invention is effective.
この様にして固定化されたハプテン−キャリアー複合体
は、EIA(酵素免疫分析)あるいはRIA(放射免疫分析)
の固相化抗原として用いることができる。又、抗体精製
用のアフィニティーリガンドとしても用いることができ
る。The hapten-carrier complex immobilized in this way can be analyzed by EIA (enzyme immunoassay) or RIA (radioimmunoassay).
Can be used as a solid-phased antigen. It can also be used as an affinity ligand for antibody purification.
また、アフィニティークロマトグラフィーに用いるリガ
ンドを固定化する場合、アルブミン等の蛋白質に一担リ
ガンドを多数結合させ、このリガンド−蛋白質複合体を
担体に結合させる事によって、一定量の担体に多くのリ
ガンドを導入することができる。Further, when immobilizing a ligand used for affinity chromatography, a large number of one-sided ligands are bound to a protein such as albumin, and this ligand-protein complex is bound to a carrier, whereby many ligands are bound to a fixed amount of the carrier. Can be introduced.
の式で示される通り、〔L0〕リガンド濃度が高くなれば
なるほどKDが高くなり、アフィニティークロマトグラフ
ィーに適した担体となる。 As shown in the formula, the higher the [L 0 ] ligand concentration, the higher the K D , and the carrier becomes suitable for affinity chromatography.
また、アルブミン等の効果によって非特異的な吸着も減
少するものと考えられる。It is also considered that nonspecific adsorption is reduced by the effect of albumin and the like.
また、本発明方法において使用することができる、1分
子内にマレイミド基を2つ以上有する化合物としては、
N,N′−(1,2−Phenylene)bismaleimide,N,N′−(1,3
−Phenylene)bismaleimide,N,N′−(1,4−Phenylen
e)bismaleimide,Azophenyldimaleimide,N,N′−Hexame
thylenebismaleimide,Bis(N−male−imidomethyl)et
herなどが挙げられる。Further, as the compound which can be used in the method of the present invention and which has two or more maleimide groups in one molecule,
N, N '-(1,2-Phenylene) bismaleimide, N, N'-(1,3
−Phenylene) bismaleimide, N, N′− (1,4-Phenylen
e) bismaleimide, Azophenyldimaleimide, N, N′−Hexame
thylenebismaleimide, Bis (N-male-imidomethyl) et
Her is included.
また、同じく本発明方法において使用することができ
る、1分子内にマレイミド基とスクシニルイミドエステ
ル基の両方を有する化合物としては、N−Succinimidyl
−N−maleimidoacetate,N−Succinimidyl−4−(N−
maleimido)butyrate,N−Succimidyl−6−(N−malei
mido)hexanoate,N−Succinimidyl−4−(N−maleimi
domethyl)cyclo−hexane−1−carboxylate,N−Succin
imidyl−m−(N−maleimido)benzoate,N−Succinimi
dyl−p−(N−male−imidomethyl)−4−butyrate,N
−sulfosuccinimidyl−4−(N−maleimidomethyl)cy
clohexane−1−carboxyl−ate,N−succinimidyl−m−
(N−maleimido)benzoate,N−sulfosuccinimidyl−p
−(N−maleimidomethyl)−4−butyrateなどが挙げ
られる。Further, a compound having both a maleimide group and a succinylimide ester group in one molecule, which can also be used in the method of the present invention, is N-Succinimidyl.
-N-maleimidoacetate, N-Succinimidyl-4- (N-
maleimido) butyrate, N-Succimidyl-6- (N-malei
mido) hexanoate, N-Succinimidyl-4- (N-maleimi
domethyl) cyclo-hexane-1-carboxylate, N-Succin
imidyl-m- (N-maleimido) benzoate, N-Succinimi
dyl-p- (N-male-imidomethyl) -4-butyrate, N
-Sulfosuccinimidyl-4- (N-maleimidomethyl) cy
clohexane-1-carboxyl-ate, N-succinimidyl-m-
(N-maleimido) benzoate, N-sulfosuccinimidyl-p
-(N-maleimidomethyl) -4-butyrate and the like can be mentioned.
担体としては、多糖体を骨格としたもの(例、アガロー
ス;Sepharose(ファルマシアファインケミカルズ社
製)、デキストラン;Sephadex(同社製)、セルロー
ス;(ワットマン社製))、合成樹脂を骨格としたもの
(例、ポリスチレン、ポリアクリルアミド;バイオゲル
P(バイオラッド社製)、ポリビニル:トーヨーパール
(東洋ソーダ社製))、ガラスもしくはシリカを骨格と
したもの(例、多孔性ガラス、シリカゲル、多孔性ガラ
スのアミノシラン誘導体)、天然物(例、コロジオン、
カオリン、アルミナ、炭素、ベントナイト、毛糸、木
材)。さらには微生物の菌体、種々の動物の赤血球等が
あり、これらの担体は、必要に応じてSH基もしくはアミ
ノ基を導入しうる。As the carrier, one having a polysaccharide skeleton (eg, agarose; Sepharose (manufactured by Pharmacia Fine Chemicals), dextran; Sephadex (manufactured by the same company), cellulose; (manufactured by Whatman)), one having a synthetic resin as a skeleton (eg , Polystyrene, polyacrylamide; Biogel P (manufactured by Bio-Rad), polyvinyl: Toyopearl (manufactured by Toyo Soda), glass or silica skeleton (eg, porous glass, silica gel, aminosilane derivative of porous glass) ), Natural products (eg Collodion,
Kaolin, alumina, carbon, bentonite, wool, wood). Furthermore, there are microbial cells, erythrocytes of various animals, and the like, and these carriers can introduce SH groups or amino groups as necessary.
例えば、OH基を有する担体には、次の反応式で示すよう
にして容易にSH基を導入することができる。For example, an SH group can be easily introduced into a carrier having an OH group as shown in the following reaction formula.
また、アミノ基を導入したい場合には、次の反応式で示
すように、上記B工程においてアンモニアを作用させれ
ばよい。 Further, when it is desired to introduce an amino group, ammonia may be allowed to act in the above step B as shown in the following reaction formula.
この他にも担体にアミノ基もしくはSH基を導入する方法
は多種類有り、必要に応じて適当な方法が選択しうる。 In addition to this, there are various methods for introducing an amino group or an SH group into a carrier, and an appropriate method can be selected as necessary.
以下実施例を挙げ、本発明を説明する。The present invention is described below with reference to examples.
実施例−1 担体の作製 a) SH基を持つ担体の作製 湿重量90gのトーヨーパールHW−65に、90mlの1,4−ブタ
ンジオールグリシジルエーテルと、90mlの180mgのNaBH4
を含む0.6M NaOHを加え、8時間25℃のインキュベータ
ー中で振とうする。反応後、担体を純水でよく洗い、27
0mlの1.3M Na2S2O3を加え、25℃で一夜振とうする。振
とう後、0.1N塩酸でpHを7.0に調整する。再度担体を純
水でよく洗い、270mlの25mMジチオスレイトールを加
え、37℃90分間還元する。次いで3の1mMのEDTAを含
む0.1Mリン酸ナトリウム緩衝液、pH6.0でよく洗浄し、S
H基をもつトーヨーパールHW−65を得た。生成物は、1g
のトーヨーパールに約60μmolのSH基をもつ。Example-1 Preparation of carrier a) Preparation of carrier having SH group To 90 g of wet weight Toyopearl HW-65, 90 ml of 1,4-butanediol glycidyl ether and 90 ml of 180 mg NaBH 4 were prepared.
Add 0.6 M NaOH containing and shake for 8 hours in an incubator at 25 ° C. After the reaction, wash the carrier thoroughly with pure water, and
Add 0 ml of 1.3 M Na 2 S 2 O 3 and shake at 25 ° C overnight. After shaking, adjust the pH to 7.0 with 0.1N hydrochloric acid. Wash the carrier again with pure water, add 270 ml of 25 mM dithiothreitol, and reduce at 37 ° C for 90 minutes. Then, it was washed thoroughly with 3M 0.1M sodium phosphate buffer containing 1 mM EDTA, pH 6.0, and S
Toyopearl HW-65 having H group was obtained. Product is 1g
Toyopearl has about 60 μmol SH group.
b) アミノ基を持つ担体の作製 湿重量90gのトーヨーパールHW−65に、90mlの1,4−ブタ
ンジオールグリシジルエーテルと、90mlの180mgのNaBH4
を含む0.6M NaOHを加え、8時間25℃のインキュベータ
ー中で振とうする。反応後、担体を純水でよく洗い、13
5mlの濃アンモニア水を加え、40℃で90分間振とうす
る。振とう後、純水でよく洗浄し、アミノ基をもつトー
ヨーパールHW−65を得た。b) Preparation of carrier with amino group Toyopearl HW-65 of 90 g wet weight, 90 ml of 1,4-butanediol glycidyl ether and 90 ml of 180 mg NaBH 4
Add 0.6 M NaOH containing and shake for 8 hours in an incubator at 25 ° C. After the reaction, wash the carrier thoroughly with pure water, and
Add 5 ml of concentrated ammonia water and shake at 40 ° C for 90 minutes. After shaking, the product was thoroughly washed with pure water to obtain Toyopearl HW-65 having an amino group.
実施例−2 BSA(ウシ血清アルブミン)の固定化 1mM EDTAを含む0.1Mリン酸緩衝液、pH6.0の5mlに溶解し
た25mgのBSAに、N,N′−0−phenylenedi−maleimide2.
5mgと50μlのジメチルスルフォキシドを含む上記緩衝
液5mlを加え、30℃で20分間反応する。反応後、200mlの
セファデックスG−25のカラムにて、余剰のN,N′−0
−phenylenedi−maleimideを除く。得られたマレイミド
化BSAの20mgと、実施例−1のa)で得たSH基をもつト
ーヨーパールHW−65の2g(湿重量)とを上記緩衝液中で
混合し、4℃で40時間振とうする。反応液をヌッチェで
濾過し、トーヨーパールHW−65に固定化されたBSAを得
た。濾過され、結合しなかったBSA量と添加BSA量との差
から、担体2g当り12mgのBSAが固定化できた。Example 2 Immobilization of BSA (Bovine Serum Albumin) In 25 mg of BSA dissolved in 5 ml of 0.1 M phosphate buffer containing 1 mM EDTA and pH 6.0, N, N′-0-phenylenedi-maleimide2.
5 ml of the above-mentioned buffer solution containing 5 mg and 50 μl of dimethyl sulfoxide is added, and the mixture is reacted at 30 ° C. for 20 minutes. After the reaction, the excess N, N'-0 was applied to a 200 ml Sephadex G-25 column.
Excludes -phenylenedi-maleimide. 20 mg of the obtained maleimidated BSA and 2 g (wet weight) of the SH group-containing Toyopearl HW-65 obtained in Example 1 a) were mixed in the above buffer solution, and the mixture was mixed at 4 ° C. for 40 hours. Shake. The reaction solution was filtered through a Nutsche to obtain BSA immobilized on Toyopearl HW-65. Based on the difference between the amount of BSA that was not filtered and bound and the amount of BSA added, 12 mg of BSA could be immobilized per 2 g of the carrier.
実施例−3 ホスホリルコリン−BSAの固定化 ホスホリルコリンは、C反応性蛋白質に特異的な親和リ
ガンドであり、ホスホリルコリンを、還元アミノ化反応
により、BSAに結合させたものがホスホリルコリン−BSA
である。BSAの代りにホスホリルコリン−BSAを用い、他
は実施例−1と同様に行った。担体2g当り8mgのホスホ
リルコリン−BSAが固定化できた。Example 3 Immobilization of phosphorylcholine-BSA Phosphorylcholine is an affinity ligand specific to C-reactive protein, and phosphorylcholine is bound to BSA by reductive amination reaction.
Is. Phosphorylcholine-BSA was used instead of BSA, and the same as in Example 1 except for the above. 8 mg of phosphorylcholine-BSA could be immobilized per 2 g of carrier.
実施例−4 β−ガラクトシダーゼの固定化 β−D−ガラクトシダーゼ(大腸菌由来)5mgと1mM EDT
Aを含む0.1Mリン酸緩衝液、pH6.0の1mlに、0.5gのN,N′
−0−phenylenedimaleimideと10μlのジメチルホルム
アミドを含む上記緩衝液1ml加え30℃で20分間反応す
る。反応後40mlのセファデックスG−25カラムにて余剰
のN,N′−0−phenylenedimale−imideを除去する。得
られたマレイミド化β−D−ガラクトシダーゼ4.2mg
と、実施例−1のa)で得たSH基を持つトーヨーパール
HW−65の2g(湿重量)とを上記緩衝液中で混合し、4℃
で18時間振とうする。反応液をヌッチェで濾過し、トー
ヨーパールHW−65に固定化されたβ−ガラクトシダーゼ
を得た。濾過され、結合しなかったβ−ガラクトシダー
ゼと添加β−ガラクトシダーゼとの差から、担体2gに3.
8mg固定化できた。活性は82%保持されていた。Example 4 Immobilization of β-galactosidase 5 mg of β-D-galactosidase (derived from Escherichia coli) and 1 mM EDT
0.5 g of N, N 'in 1 ml of 0.1 M phosphate buffer, pH 6.0 containing A
1 ml of the above buffer solution containing 0-phenylenedimaleimide and 10 μl of dimethylformamide was added and reacted at 30 ° C. for 20 minutes. After the reaction, the excess N, N'-0-phenylenedimale-imide is removed with a 40 ml Sephadex G-25 column. 4.2 mg of the obtained maleimidated β-D-galactosidase
And Toyopearl having the SH group obtained in Example 1 a)
Mix 2 g (wet weight) of HW-65 in the above buffer and mix at 4 ° C.
Shake for 18 hours. The reaction solution was filtered through a Nutsche to obtain β-galactosidase immobilized on Toyopearl HW-65. Due to the difference between the unbound β-galactosidase that was filtered and the added β-galactosidase, 3 g per 2 g of carrier.
8 mg could be immobilized. The activity was retained 82%.
実施例−5 ペルオキシダーゼの固定化 ペルオキシダーゼ(西洋ワサビ)6mgを含む0.1Mリン酸
緩衝液pH7.0 1mlに、50μMのGMBS(N−(γ−maleimi
dobutyloxy succinimide)を含むN,N−ジメチルホルム
アミドの100μlを添加し、30℃で30分間反応する。反
応後40mlのセファデックスG−25カラムにて余剰のGMBS
を除去する。得られたマレイミド化ペルオキシダーゼ5.
1mgと、実施例−1のa)で得たSH基を持つトーヨーパ
ールHW−65の2g(湿重量)とを1mMのEDTAを含む0.1Mリ
ン酸緩衝液pH6.0 5ml中で混合し、4℃で20時間振とう
する。反応液をヌッチェで濾過し、トーヨーパールHW−
65に固定化されたペルオキシダーゼを得た。濾過され、
結合しなかったペルオキシダーゼと添加したペルオキシ
ダーゼとの差から、担体2gに4.1mg固定化できた。固定
化されたペルオキシダーゼは、91%活性を保持してい
た。Example-5 Immobilization of peroxidase 50 μM GMBS (N- (γ-maleimi was added to 1 ml of 0.1 M phosphate buffer pH 7.0 containing 6 mg of peroxidase (horseradish)).
100 μl of N, N-dimethylformamide containing dobutyloxy succinimide) is added and reacted at 30 ° C. for 30 minutes. After the reaction, add 40 ml of Sephadex G-25 column to the excess GMBS.
To remove. The maleimidated peroxidase obtained 5.
1 mg and 2 g (wet weight) of Toyopearl HW-65 having an SH group obtained in Example 1 a) were mixed in 5 ml of 0.1 M phosphate buffer pH 6.0 containing 1 mM EDTA, Shake at 4 ° C for 20 hours. The reaction mixture is filtered through a Nutsche and the Toyopearl HW-
A peroxidase immobilized on 65 was obtained. Filtered,
Due to the difference between unbound peroxidase and added peroxidase, 4.1 mg could be immobilized on 2 g of the carrier. The immobilized peroxidase retained 91% activity.
実施例−6 ホスホリルコリン−BSAの固定化 実施例−1のb)で得たアミノ基を持つトーヨーパール
HW−65 2g(湿重量)を0.1Mリン酸緩衝液、pH7.0で充分
に平衡化する。50μMのEMCS(N−(ε−maleimidocap
royloxy)succinimido)を含むN,N′−ジメチルホルム
アミド2mlを添加し、30℃で30分間反応する。得られた
マレイミド化トーヨーパールHW−65を1mMのEDTAを含む
0.1Mリン酸緩衝液pH6.0で洗浄し、平衡化する。10mgの
ホスホリルコリン−BSAを含む0.1Mリン酸緩衝液pH6.0 4
mlを加え4℃で48時間振とうする。反応液をヌッチェで
濾過し、トーヨーパールHW−65に固定化されたホスホリ
ルコリン−BSAを得た。濾過され、結合しなかったホス
ホリルコリン−BSAの量と添加したホスホリルコリン−B
SAとの差から担体2g当り3.1mgのホスホリルコリン−BSA
が固定化された。Example-6 Immobilization of phosphorylcholine-BSA Toyopearl having the amino group obtained in b) of Example-1
Equilibrate 2 g (wet weight) of HW-65 with 0.1 M phosphate buffer, pH 7.0. 50 μM EMCS (N- (ε-maleimidocap
2 ml of N, N'-dimethylformamide containing royloxy) succinimido) is added and reacted at 30 ° C for 30 minutes. The resulting maleimidated Toyopearl HW-65 contained 1 mM EDTA.
Equilibrate by washing with 0.1M phosphate buffer pH 6.0. 0.1M phosphate buffer pH 6.0 4 containing 10 mg of phosphorylcholine-BSA
Add ml and shake at 4 ° C for 48 hours. The reaction solution was filtered through a Nutsche to obtain phosphorylcholine-BSA immobilized on Toyopearl HW-65. The amount of unbound phosphorylcholine-BSA filtered and phosphorylcholine-B added
Based on the difference with SA, 3.1 mg of phosphorylcholine-BSA per 2 g of carrier
Was fixed.
実施例−7 グルコースオキシダーゼの固定化 グルコースオキシダーゼ(A.niger)10mgを含む0.1Mリ
ン酸緩衝液、pH7.0 1mlに、50μMのGMBS(N−(γ−m
aleimidobutyloxy)succinimide)を含むN,N−ジメチル
ホルムアミドの100μlを添加し、30℃で30分間反応す
る。反応後、40mlのセファデックスG−25カラムにて余
剰のGMBSを除去する。得られたマレイミド化グルコース
オキシダーゼ8.2mgと、実施例−1のa)で得たSH基を
もつトーヨーパールHW−65の3g(湿重量)とを、1mMのE
DTAを含む0.1Mリン酸緩衝液、pH6.0中で混合し、4℃で
40時間振とうする。反応液をヌッチェで濾過し、トーヨ
ーパールHW−65に固定化されたグルコースオキシダーゼ
を得た。担体3gに6.1mgのグルコースオキシダーゼが固
定化できた。固定化されたグルコースオキシダーゼは、
73%活性を保持していた。Example 7 Immobilization of glucose oxidase In 0.1 ml of a 0.1 M phosphate buffer, pH 7.0 containing 10 mg of glucose oxidase (A. niger), 50 μM of GMBS (N- (γ-m
100 μl of N, N-dimethylformamide containing aleimidobutyloxy) succinimide) is added and reacted at 30 ° C. for 30 minutes. After the reaction, the excess GMBS is removed with a 40 ml Sephadex G-25 column. The obtained maleimidated glucose oxidase (8.2 mg) and 3 g (wet weight) of SH group-containing Toyopearl HW-65 obtained in Example 1 a) were mixed with 1 mM E
Mix in 0.1M phosphate buffer, pH 6.0, containing DTA at 4 ° C
Shake for 40 hours. The reaction solution was filtered through a Nutsche to obtain glucose oxidase immobilized on Toyopearl HW-65. 6.1 mg of glucose oxidase could be immobilized on 3 g of the carrier. The immobilized glucose oxidase is
It retained 73% activity.
(発明の効果) 本発明は、1分子内に2つ以上のマレイミド基を持つ化
合物もしくは、1分子内にマレイミド基とスクシンイミ
ドエステル基の両方を有する化合物で、固定化したい物
質と担体とを結合させるという全く新規な構成を採用し
たことによって、各種の物質を担体に強固に固定するこ
とができ、その際物質が本来有している活性その他の有
用な性質は全くそこなうことがないという著効を奏する
のである。(Effects of the invention) The present invention is a compound having two or more maleimide groups in one molecule or a compound having both maleimide groups and succinimide ester groups in one molecule, which binds a substance to be immobilized and a carrier. By adopting the completely new constitution of making it possible to firmly fix various substances to the carrier, the activity and other useful properties originally possessed by the substances are not damaged at all. Is played.
したがって、本発明は、特に、強固に固定すると活性が
強く低下するような物質、例えば、各種蛋白質、酵素、
生理活性物質、ペプチド系医薬、抗原、抗体、ハプテ
ン、菌体、細胞等の固定化に特に有効である。Therefore, the present invention, in particular, a substance whose activity is strongly reduced when firmly fixed, such as various proteins, enzymes,
It is particularly effective for immobilizing physiologically active substances, peptide drugs, antigens, antibodies, haptens, cells, cells and the like.
本発明によれば、これらの物質は担体に強固に結合して
いて容易に離脱することがなく、しかも活性の低下や材
滅がないという著効が奏されるので、例えば次のような
用途に広く利用することができる:物質の精製、化学的
製造、生合成、分析、測定、クロマトグラフィー、透
析、人工臓器、プラズマフェレーシス等。According to the present invention, since these substances are strongly bound to the carrier and do not easily come off, and further, there is no significant decrease in activity or destruction of the material, the following applications are possible. It can be widely used for: purification of substances, chemical production, biosynthesis, analysis, measurement, chromatography, dialysis, artificial organs, plasmapheresis, etc.
とりわけ、本発明は、バイオテクノロジーの各技術分野
において非常に重要な役割を果すものであって、その効
果の顕著性ははかり知れないものがある。In particular, the present invention plays a very important role in each technical field of biotechnology, and the remarkable effects thereof are immeasurable.
Claims (10)
を、1分子内に2つ以上のマレイミド基を持つ化合物で
架橋することを特徴とする物質の固定化方法。1. A method for immobilizing a substance, which comprises cross-linking a substance having an SH group and a carrier having an SH group with a compound having two or more maleimide groups in one molecule.
アミノ基又は/及びSH基を有する担体とを、1分子内に
マレイミド基とスクシンイミドエステル基の両方を有す
る化合物で架橋することを特徴とする物質の固定化方
法。2. A substance having an SH group and / or an amino group,
A method for immobilizing a substance, which comprises cross-linking a carrier having an amino group and / or an SH group with a compound having both a maleimide group and a succinimide ester group in one molecule.
する特許請求の範囲第1又は第2項記載の方法。3. The method according to claim 1 or 2, wherein an insoluble carrier is used as the carrier.
修飾されない蛋白質であることを特徴とする特許請求の
範囲第1又は第2項記載の方法。4. The method according to claim 1 or 2, wherein the substance is a protein modified or not modified with a specific compound.
請求の範囲第4項記載の方法。5. The method according to claim 4, wherein the protein is an enzyme.
る特許請求の範囲第4項記載の方法。6. The method according to claim 4, wherein the protein is albumin.
ルコリンであることを特徴とする特許請求の範囲第4項
記載の方法。7. The method according to claim 4, wherein the specific compound is an affinity ligand or phosphorylcholine.
特徴とする特許請求の範囲第5項記載の方法。8. The method according to claim 5, wherein the enzyme is β-galactosidase.
を特徴とする特許請求の範囲第5項記載の方法。9. The method according to claim 5, wherein the enzyme is glucose oxidase.
徴とする特許請求の範囲第5項記載の方法。10. The method according to claim 5, wherein the enzyme is peroxidase.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20162186A JPH0797988B2 (en) | 1986-08-29 | 1986-08-29 | Method of immobilizing substances |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20162186A JPH0797988B2 (en) | 1986-08-29 | 1986-08-29 | Method of immobilizing substances |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6359891A JPS6359891A (en) | 1988-03-15 |
| JPH0797988B2 true JPH0797988B2 (en) | 1995-10-25 |
Family
ID=16444097
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20162186A Expired - Lifetime JPH0797988B2 (en) | 1986-08-29 | 1986-08-29 | Method of immobilizing substances |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0797988B2 (en) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2552890Y2 (en) * | 1991-05-31 | 1997-10-29 | 株式会社タチエス | Weight adjustment device for car seat |
| JP2005287354A (en) * | 2004-03-31 | 2005-10-20 | Japan Science & Technology Agency | Bioreactor carrier and bioreactor using the same |
| JP6245264B2 (en) * | 2013-08-09 | 2017-12-13 | 宇部興産株式会社 | Protein, production method thereof, and protein activity evaluation method |
-
1986
- 1986-08-29 JP JP20162186A patent/JPH0797988B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6359891A (en) | 1988-03-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5973124A (en) | Modified avidin and streptavidin molecules and use thereof | |
| US4822681A (en) | Activated polymer solid bodies and processes for the production thereof | |
| US4433059A (en) | Double antibody conjugate | |
| US5002883A (en) | Covalent attachment of antibodies and antigens to solid phases using extended length heterobifunctional coupling agents | |
| Russell et al. | Antibody-antigen binding in organic solvents | |
| JP3524401B2 (en) | Enzyme-antibody complex and method for producing the same | |
| US6114180A (en) | Synthetic calibrators for use in immunoassays, comprising the analytes or partial sequences thereof which are conjugated to inert carrier molecules | |
| GB1597755A (en) | Method in assaying methods involving biospecific affinity reactions | |
| CA1340387C (en) | Heterobifunctional coupling agents | |
| EP0594772A1 (en) | WATER-SOLUBLE REAGENTS AND POLYMER-BASED CONJUGATES CONTAINING REMAINS DERIVED FROM THE DIVINYL SULPHONE. | |
| CA2058019C (en) | Use of pairs of peptides with extremely high specific affinity for one another in the area of in vitro diagnosis | |
| GB1597754A (en) | Reagent for use in immunochemical assay methods | |
| JP2001513203A (en) | Particles with polyaldehyde dextran coating with reduced matrix effect | |
| US5085779A (en) | Polyethyleneimine matrixes for affinity chromatography | |
| US5002884A (en) | Immobilization of physiologically active substances on an inorganic support | |
| Kabakoff | Chemical aspects of enzyme-immunoassay | |
| JPS587561A (en) | Enzyme immunity analyzing method | |
| JPH06505340A (en) | Analytical reagent production method | |
| JPH0797988B2 (en) | Method of immobilizing substances | |
| JPH05340948A (en) | Carrier for immobilizing hen egg antibody and method for immobilizing the same | |
| US5534414A (en) | Process for preparing conjugates consisting of a specific binding partner and a carbohydrate-containing protein | |
| US5807997A (en) | Method for immobilization of thiol compounds via activation of polymers, activated polymers, and products obtained by the method | |
| Margel | Affinity separation with polyaldehyde microsphere beads | |
| Wilchek et al. | Avidin-biotin immobilisation systems | |
| May et al. | Ligand Specific Chromatography |