KR810001825B1 - Process for the renewal of an insolubilized glucose isomerase - Google Patents
Process for the renewal of an insolubilized glucose isomerase Download PDFInfo
- Publication number
- KR810001825B1 KR810001825B1 KR7701762A KR770001762A KR810001825B1 KR 810001825 B1 KR810001825 B1 KR 810001825B1 KR 7701762 A KR7701762 A KR 7701762A KR 770001762 A KR770001762 A KR 770001762A KR 810001825 B1 KR810001825 B1 KR 810001825B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- glucose isomerase
- glucose
- insoluble
- resin
- carrier
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N11/00—Carrier-bound or immobilised enzymes; Carrier-bound or immobilised microbial cells; Preparation thereof
- C12N11/02—Enzymes or microbial cells immobilised on or in an organic carrier
- C12N11/08—Enzymes or microbial cells immobilised on or in an organic carrier the carrier being a synthetic polymer
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N9/00—Enzymes; Proenzymes; Compositions thereof; Processes for preparing, activating, inhibiting, separating or purifying enzymes
- C12N9/90—Isomerases (5.)
- C12N9/92—Glucose isomerase (5.3.1.5; 5.3.1.9; 5.3.1.18)
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N9/00—Enzymes; Proenzymes; Compositions thereof; Processes for preparing, activating, inhibiting, separating or purifying enzymes
- C12N9/96—Stabilising an enzyme by forming an adduct or a composition; Forming enzyme conjugates
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Zoology (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
Abstract
Description
본 발명은 불용화(不溶化)글루코오스 이소메라아제의 재생방법에 관한 것으로, 상세히는 합성 아니온 교환수지에 글루코오스 이소메라아제를 흡착 담지시켜서 흡착 담지시켜서 되는 불용화 글루코오스 이소메라아제를 글루코오스를 프락토오스로 이성화(異性化)하는 반응에 사용한 후, 이 불용ㅇ화 글루코오스 이소메라아제로부터 활성이 저하된 글루코오스 이소메라아제를 탈리하고 재차 상기 담체에 색로운 글루코오스 아소메라아제를 흡착 담지시키는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for regenerating insoluble glucose isomerase, and more specifically, insoluble glucose isomerase obtained by adsorbing and supporting glucose isomerase on synthetic anion exchange resin to fructose glucose. The method relates to a method of desorbing reduced glucose isomerase from this insoluble glucose isomerase and then adsorbing and supporting the colored glucose asomase on the carrier. .
글루코오스 이소메라아제는 글루코오스와 프락토오스를 상호 가역변환(可逆變換)하는 효소로서, 슈도모나스 속(屬), 비실루스 속, 브레비박테리움 속, 락토바실루스 속 등의 박테리아, 스트렙토마이세스 속 등의 방선균(放線菌), 기타 효모 등의 광범위한 미생물체내에서 볼 수 있는 것인데, 공업적으로는 방선균, 특히 스트렙토마이세스 속 균체내에 생산되는 글루코오스 이소메라아제가 사용되고 있다.Glucose isomerase is an enzyme that reversibly converts glucose and fructose into bacteria, such as Pseudomonas genus, Visilus genus, Brevibacterium genus, Lactobacillus genus, and Streptomyces genus. It is found in a wide range of microorganisms such as actinomycetes and other yeasts. Industrially, glucose isomerase produced in actinomycetes, particularly Streptomyces spp.
글루코오스 아소메라아제는 글루코오스의 이성화 반응에 사용하는 방법도 여러 가지로 알려져 있는데, 특히 균체내로부터 추출한 글루코오스 이소메라아제를 담체에 흡착 담지시켜 이를 불용화하여, 고체 촉매 같이 사용하는 것이 공업적으로 유리하다. 글루코오스 이소메라아제를 불용화하기 위한 담체로서는 DEAE세파덱스, DEAE 셀룰로오스, 이온교환수지 등이 알려져 있고(일본 식품 공업 화학지 제14권, 제12호, 1967년 12월 쓰무라신조, 이시가와 마사꼬 "효소에 의한 글루코오스의 연속 이성화 반응", 미합중국 특허 제3,788,945호, 일본국 특허 공개 소 49-80160호 및 소 51-53582호 참조), 그 중에서 이온 교환 수지는 단위 체적당 다량의 글루코오스 이소메라아제를 흡수할 수가 있으며, 또한 흡착된 효소와 활성도 높고 안정하므로 아주 우수한 담체이다. 이온 교환수지를 담체로 한 불용화 글루코오스 이소메라아제를 사용하여 글루코오스의 이성화를 시행하려면, 불용화 글루코오스 이소메라아제를 글루코오스 수용액 중에 첨가하고 교반하든가, 아니면 이것을 컬럼에 충전하여 탑상부로부터 글루코오스 수용액을 통핵(通液)한다.Glucose isomerase is also known to be used for isomerization of glucose. In particular, glucose isomerase extracted from cells is adsorbed and supported on a carrier to insolubilize it, and it is industrially advantageous to use it as a solid catalyst. Do. As carriers for insolubilizing glucose isomerase, DEAE Sephadex, DEAE cellulose, ion exchange resins, and the like are known (Japanese Food Industry Chemical Publication No. 14, No. 12, December 1967, Tsumura Shinzo, Ishikawa Continuous Isomerization Reaction of Glucose with Masako Enzyme, U.S. Patent No. 3,788,945, Japanese Patent Application Publication Nos. 49-80160 and 51-53582), among which ion exchange resins contain a large amount of glucose isomera per unit volume. It is an excellent carrier because it can absorb an aze and also has high and stable activity with adsorbed enzymes. To perform isomerization of glucose using an insoluble glucose isomerase supported by an ion exchange resin, insoluble glucose isomerase is added to the aqueous glucose solution and stirred, or the column is filled with a column to prepare an aqueous glucose solution from the top. It is a nucleus.
불용화 글루코오스 이소메라아제는 이성화반응을 계속하는 동안에 점차 활성이 저하되는데, 통상적으로는 반응을 개시한 15일~60일 후에는 초기 활성이 반감된다.Insoluble glucose isomerase gradually decreases its activity during the isomerization reaction, but its initial activity is halved 15 to 60 days after the start of the reaction.
활성이 반감된 불용화 글루코오스 이소메라아제제는 반응계 중에서 취출되고 담체로부터 글루코오스 이소메라아제를 탈리하는 방법으로서는, 일본국 특허공고 소 48-21514에 기재되어 있는 바와 같이, 글루코오스 이소메라아제를 흡착한 아니온 교환수지를 충준한 컬럼에 그 상부로부터 0.2~0.5M정도의 염화칼륨 또는 염화나트륨과 같은 무기염의 수용액을 통액하는 방법이 알려져 있다.Insoluble glucose isomerase, whose activity is reduced by half, is a method of removing glucose isomerase from the reaction system and desorbing glucose isomerase, as described in Japanese Patent Publication No. 48-21514. A method of passing an aqueous solution of an inorganic salt such as potassium chloride or sodium chloride of about 0.2 to 0.5 M from the top of a column filled with an anion exchange resin is known.
본 발명자들은 이성화 반응 사용 후의 활성이 저하된 불용화 글루코오스 이소메라아제제를 상기 방법에 의해 처리하여 담체로부터 흡착성분을 탈리하고, 이어서 활성이 높은 글루코오스 이소메라아제를 흡착시킨 후 이성화 반응에 사용하고, 이후 글루코오스 이소메라아제의 흡착, 이성화 반응, 흡착 성분의 탈리공정을 반복하였다.The present inventors treated the insoluble glucose isomerase with reduced activity after using the isomerization reaction by the above method to desorb the adsorbent from the carrier, and then adsorbed the highly active glucose isomerase and then used in the isomerization reaction. After that, the adsorption of isomerase, isomerization reaction and desorption of adsorption components were repeated.
그런데 상기 공정을 반복함에 따라, 담체로부터의 흡착성분의 탈리량이 감소되며, 또한 재생후의 담체의 글루코오스 이소메라아제 흡착력도 열화되어 담체 단위 체적당의 글루코오스 이소메라아제 활성치(活性値)가 저하되고, 상기 공정을 수주기 반복한 시점에서는 공업적으로는 불용화 글루코오스 이소메라아제 담체로서 사용할 수 없게 된다는 사실이 인정되었다.However, as the above process is repeated, the amount of detachment of the adsorption component from the carrier is decreased, and the glucose isomerase adsorption capacity of the carrier after regeneration is also deteriorated, thereby lowering the glucose isomerase activity value per unit volume of the carrier. When the process was repeated several times, it was recognized that it could not be industrially used as an insoluble glucose isomerase carrier.
그래서, 본 발명자들은 불용화 글루코오스 이소메라아제를 재생하는 방법에 관하여 예의 연구한 결과, 재생제로서 광산 수용액을 알칼리 수용액, 전해질염 수용액, 광산 수용액 또는 이들의 혼합물과 조합하여 사용하면 이성화 반응 사용후의 불용화 글루코오스 이소메라아제제로부터 활성이 저하된 글루코오스 이소메라아제, 협잡단백(夾雜蛋ㅓ白), 금속염 등의 흡착성분을 좋은 효율로 탈리할 수 있으며, 또한 흡착 성분 탈리후의 담체는 글루코오스 이소메라아제 흡착능력을 거의 만회하고 있는 사실을 밝혀냄과 동시에 이와 같이 하여 재생한 불용화 글루코오스 이소메라아제의 활성도 충분한 정도로 양호하게 발현(發現)되는 사실을 확인함으로써 본 발명에 도달한 것이다.Therefore, the present inventors earnestly studied a method of regenerating insoluble glucose isomerase, and as a regenerant, when the aqueous solution of the mine is used in combination with the aqueous solution of alkali, the electrolyte salt, the aqueous solution of the mine, or a mixture thereof, Adsorption components such as glucose isomerase, coarse protein, and metal salts with reduced activity from insoluble glucose isomerase can be detached with good efficiency, and the carrier after desorption of the adsorption component is glucose isomera. The present invention has been achieved by finding that the aze adsorption capacity is almost made up, and that the activity of the insoluble glucose isomerase thus reproduced is sufficiently expressed to a sufficient degree.
즉, 본 발명의 목적은 이성화 반응에 사용한 후, 불용화 글루코오스 이소메라아제제를 재생하고 재차 단위체적당의 활성이 높은 불용화 글루코오스 이소메라아제제를 제조하는 것에 있으며, 본 발명의 이와 같은 목적은 본 발명의 방법에 따라 합성 아니온 교환수지에 글루코오스 이소메라아제를 흡착담지시켜서 되는 불용화 글루코오스 이소메라아제를 글루코오스를 프락토오스로 이성화하는 반응에 사용한 후 이 불용화 글루코오스 이소메라아제제를 광산수용액과 알칼리수용액으로 처리하여, 이 담체에 흡착된 성분을 탈리하고 최종적으로 이 담체의 이온형을 염형(鹽形)으로 하고, 이것에 글루코오스 아소메라아제를 흡착시킴으로써 달성된다.That is, an object of the present invention is to regenerate an insoluble glucose isomerase agent after use in an isomerization reaction and to prepare an insoluble glucose isomerase agent having high activity per unit volume. Insolubilized glucose isomerase obtained by adsorption-supporting glucose isomerase on a synthetic anion exchange resin according to the method of the present invention is used in a reaction for isomerizing glucose to fructose, and then the insoluble glucose isomerase agent is used in the mineral aqueous solution. And an aqueous alkaline solution to remove the components adsorbed on the carrier and finally to make the ionic form of the carrier a salt form, adsorbing glucose asomase to it.
이제 본 발명을 상세히 설명한다.The present invention will now be described in detail.
본 발명에 있어서, 글루코오스 이소메라아제의 담체로서는 각종 공지의 합성 아니온 교환수지가 사용되지만, 그 중 스티렌-디비닐벤젠 공중합체를 모체로 한 제4급 암모늄형 다공질(多孔質)염기성 아니온 교환수지, 예를 들면 암바라이드 938, 암바라이트 904(Rohm Haas Co.)혹은 다이야이온 HPA 11[미쓰비시가세이고오교(ㅈ )제]등이 사용제 적합하다.In the present invention, various known synthetic anion exchange resins are used as carriers of glucose isomerase, but quaternary ammonium type porous basic anions based on styrene-divinylbenzene copolymers are used. Exchange resins such as Ambaride 938, Ambarite 904 (Rohm Haas Co.) or Diamond Ion HPA 11 (manufactured by Mitsubishi Chemical Co., Ltd.) are suitable.
글루코오스 난백(卵白)리조찜으로 스트렙토마이세스 속의 방성균과 같은 글루코오스 이소메라아제 생산균을 초음파 또는 난백(卵白) 리조찜으로 처리함으로써 균체내로부터 용이하게 추출된다.Glucose egg white risjo is easily extracted from the cells by treating glucose isomerase producing bacteria such as the bacterium of Streptomyces genus with ultrasonic or egg white risjo.
불용화 글루코오스 이소메라아제제는 합성아니온 교환수지에 글루코오스 이소메라아제를 흡착시킴으로써 제조된다.Insoluble glucose isomerase is prepared by adsorbing glucose isomerase to a synthetic anion exchange resin.
합성아니온 교환수지에 글루코오스 이소메라아제를 흡착시키려면 균체에서 추출한 글루코오스 이소메라아제의 수용액의 수지를 참지하고 필요에따라 교반하여 적당한 흡착 시간의 경과후, 수지를 취출하여 수세하면 된다. 또한 수지를 컬럼에 충전하고 컬럼 하부에서 글루코오스 이소메라아제 수용액을 공급하여 수지를 유동화시키면서 글루코오스 이소메라아제를 수지에 흡착시킬 수도 있다.To adsorb glucose isomerase to the synthetic anion exchange resin, the resin of the aqueous solution of glucose isomerase extracted from the cells may be taken into consideration, stirred as necessary, and the resin may be taken out and washed with water after an appropriate adsorption time. Glucose isomerase can also be adsorbed onto the resin while fluidizing the resin by filling the column with a column and supplying an aqueous solution of glucose isomerase from the bottom of the column.
수지의 이온형은 유리형(遊離形)(OH형)보다도 염형(SO4형, CI형 등)이 글루코오스 이소메라아제의 수지에 대한 흡착성이 높으므로, 수지에 글루코오스 이소메라아제를 흡착시킬 때에는 수지를 산 또는 염 수용액으로 처리하여 수지의 이온형을 사전에 염형으로 해둔다.Since the ion type of the resin is higher in the salt type (SO 4 type, CI type, etc.) than the free type (OH type), the adsorption of glucose isomerase to the resin of the glucose isomerase. The resin is treated with an acid or salt aqueous solution to leave the ionic form of the resin in salt form beforehand.
글루코오스 이소메라아제의 양은 후슬하는 바와 같이, 활성단위 U (1U는 특정조건하에서 글루코오스를 이성화하여 1mg의 프락토오스를 생산하는 효소량)로 나타낸다. 수지에 과량의 글루코오스 이소메라아제를 흡착시키면 활성 발현률(후기 설명 참조)의 값이 저하되기 때문에 수지에 흡착시키는 글루코오스 이소메라아제 양은 통상 500~4000U/ml-Resin[U/ml-Resin; 팽윤(膨潤)상태의 수지 1ml에 흡착된 글루코오스 이소메라아제의 양], 바람직하게는 1000~200U/ml-Resin의 범위내에서 적절히 결정된다.The amount of glucose isomerase is expressed as active unit U (1U is the amount of enzyme that isomerizes glucose to produce 1 mg of fructose under specific conditions). Adsorption of excess glucose isomerase on the resin lowers the value of the activity expression rate (see later description). Thus, the amount of glucose isomerase adsorbed on the resin is generally 500 to 4000 U / ml-Resin [U / ml-Resin; Amount of glucose isomerase adsorbed on 1 ml of swelled resin], preferably within the range of 1000 to 200 U / ml-Resin.
이와 같이 하여 얻어진 불용화 글루코오스 이소메라아제제를 컬럼에 충전하고 40~60% 농도의 글루코오스 수용액을 이성화율이 35~50%가 되도록 액공간 속도를 조절하면서 pH6.5~8.5, 55~70℃의 온도에서 컬럼에 통액한다. 또한, 글루코오스 수용액 중에는 글루코오스 이소메라아제 활성 저하를 방지하기 위하여 마그네슘, 코발트, 철 등의 금속 이온이 함유된다.The insoluble glucose isomerase obtained in this manner was charged to a column, and the aqueous solution of glucose at 40 to 60% concentration was controlled at pH6.5 to 8.5 and 55 to 70 ° C while the liquid space velocity was adjusted so that the isomerization rate was 35 to 50%. Pass through the column at the temperature of. In addition, in the aqueous glucose solution, metal ions such as magnesium, cobalt, and iron are contained in order to prevent a decrease in glucose isomerase activity.
상기 조건에서 반응을 시행하면, 글루코오스 이소메라아제는 반응 개시후, 통상 30~50일로서 활성이 반감되는데, 그 초기 활성의 50~85%가 상실되었을 때 불용화 글루코오스 이소메라아제의 재생을 시행한다.When the reaction is carried out under the above conditions, the glucose isomerase is halved in 30 to 50 days after the start of the reaction, and when 50 to 85% of its initial activity is lost, regeneration of insoluble glucose isomerase is performed. do.
본 발명에 있어서의 불용화 글루코오스 이소메라아제제의 재생에서는, 우선 활성이 저하된 불용화 글루코오스 이소메라아제를 광산 수용액과 알칼리 수용액에 의하여 처리하고 담체에 흡착된 성분을 탈리한다.In regeneration of an insoluble glucose isomerase agent in the present invention, first, an insoluble glucose isomerase having reduced activity is treated with an aqueous solution of a mineral acid and an aqueous alkali solution and the components adsorbed on the carrier are removed.
이성화 반응에 사용한 후의 불용화 글루코오스 이소메라아제제의 담체중에는 활성이 저하된 글러코오스 이소메라아제 뿐만 아니라, 글루코오스 이소메라아제 추출액 중의 협잡 단백, 색소, 기타 글루코오스 용액 중에 첨가된 여러가지 금속염, 당분 등이 흡착되어 있는데, 이들 흡착 성분은 광산 수용액과 알칼리 수용액 및 전해질염의 조합에 의한 처리로 효율 좋게 탈리된다.Among the carriers of insoluble glucose isomerase after use in the isomerization reaction, not only glucose isomerase with reduced activity, but also various metal salts, sugars, and the like added to the protein, pigment, and other glucose solutions in the glucose isomerase extract Although adsorbed, these adsorption components are efficiently desorbed by treatment by a combination of an aqueous mine solution, an aqueous alkali solution and an electrolyte salt.
여기서 주의하여야 할 것은 본 발명에 있어서는 담체의 흡착된 성분 전부를 탈리할 필요는 없다는 것이다. 즉, 본 발명에 있어서의 재생 처리의 목적은 어디까지나 담체에 거의 원래대로 글루코오스 이소메라아제 흡착 능력과 활성 능력을 회복시키는 것이기 때문에 다량의 재생제를 소비하여 필요이상으로 흡착성분을 탈리한다는 것은 공업적으로 유리하지 않다.It should be noted that in the present invention, it is not necessary to remove all of the adsorbed components of the carrier. That is, since the purpose of the regeneration treatment in the present invention is to restore the glucose isomerase adsorption capacity and the activity capacity almost to the original to the carrier, it is necessary to consume a large amount of regenerant and to remove the adsorption component more than necessary. It is not advantageous as a rule.
따라서, 본 발명에 있어서는 재생후의 불용화 글루코오스 이소메라아제제가 500~4000U/ml-Resin인 이소메라아제 양을 흡착하고, 그 활성 발현률이 70%, 바람직하게는 80% 이상으로 되는 시점에서 흡착 성분의 탈리를 정지하는 것이 바람직하다.Therefore, in the present invention, the insoluble glucose isomerase after adsorption adsorbs the amount of isomerase of 500 to 4000 U / ml-Resin, and the adsorbed component at the time when the active expression rate becomes 70%, preferably 80% or more. It is preferable to stop the desorption of.
본 발명에 있어서, 광산 수용액은 담체에 흡착된 성분 전체에 대하여, 즉 마그네슘염, 철염, 코발트염등의 무기질, 글루코오스 이소메라아제를 함유하는 단백질, 색소, 당분 등에 대하여 양호한 탈리 효과를 갖는다.In the present invention, the aqueous mineral solution has a good desorption effect on the whole of the components adsorbed on the carrier, that is, on minerals such as magnesium salts, iron salts and cobalt salts, and proteins, pigments and sugars containing glucose isomerase.
한편, 알칼리 수용액은 상기 흡착성분에 대하여 직접 우수한 용리 효과를 갖는 것은 아니지만, 수지를 팽윤시키는 작용이 있고, 특히 광산 수용액 처리-알칼리 수용액 처리-광산 수용액 처리와 같이 광산 수용액 처리 사이에 알칼리 수용액의 처리를 삽입하면 수지의 팽윤 수축이 반복되어 그 결과 흡착성분의 탈리가 촉진된다.On the other hand, the aqueous alkali solution does not have an excellent elution effect directly with respect to the adsorbent component, but has an action of swelling the resin, and in particular, the treatment of the alkaline aqueous solution between the mine aqueous solution treatments, such as the mine aqueous solution treatment-alkali aqueous solution treatment-mine aqueous solution treatment Insertion of the resin repeats swelling shrinkage of the resin, and as a result, desorption of the adsorption component is promoted.
또한, 전해질염(電解質鹽)과 알칼리의 혼합 수용액은 담체에 흡착된 색소의 탈리에도 효과가 있으므로, 상기 알칼리 수용액 처리로서 전해질염과 알칼리의 혼합 수용액을 사용하는 것이 바람직하다.Moreover, since the mixed aqueous solution of electrolyte salt and alkali is effective also in desorption of the pigment | dye adsorb | sucked to a support | carrier, it is preferable to use the mixed aqueous solution of electrolyte salt and alkali as said alkali aqueous solution process.
본 발명에 있어서는, 광산 수용액으로서 염산, 황산 등의 수용액이, 또한 알칼리 수용액으로서 수산화 나트륨, 수산화 칼륨 등의 알칼리 금속의 수산화물의 수용액이 사용되며, 이들의 수용액 농도는 0.2~2규정, 바람직하게는 0.5~2 규정이다.In the present invention, aqueous solutions of hydrochloric acid and sulfuric acid are used as the aqueous solution of mineral acid, and aqueous solutions of alkali metal hydroxides such as sodium hydroxide and potassium hydroxide are used as the aqueous alkali solution, and their aqueous solution concentration is 0.2 to 2, preferably 0.5 to 2 rules.
또한, 전해질염으로서는 염화나트륨, 염화칼륨, 황산나트륨, 황산칼륨 등의 알칼리 금속의 염화물, 황산염이 사용된다.As the electrolyte salt, chlorides and sulfates of alkali metals such as sodium chloride, potassium chloride, sodium sulfate and potassium sulfate are used.
본 발명의 방법에 있어서, 재생제에 의해 불용화 글루코오스 이소메라아제제를 처리하려면, 불용화 글루코오스 이소메라아제제를 충전한 컬럼의 상부에서 재생제를 통액하면 된다.In the method of the present invention, to treat insoluble glucose isomerase with a regenerant, the regenerant may be passed through the top of a column packed with an insoluble glucose isomerase.
재생제를 통액한 후는 불용화 글루코오스 이소메라아제제 체적의 2~15배량의 탈염수를 역시 칼럼 상부에서 통액하고 이것을 세척하는 것이 바람직하다.After passing through the regenerant, it is preferable to pass 2-15 times the amount of demineralized water of the insoluble glucose isomerase agent through the column and wash it.
재생제에 의한 불용화 글루코오스 이소메라아제의 처리 온도는 상온으로도 되지만, 온도가 높을수록 흡착성분의 탈리효율이 향상되므로, 수지의 내열성을 고려하여서 50~75℃의 범위로 하는 것이 바람직하다.Although the treatment temperature of insoluble glucose isomerase by a regenerant may be normal temperature, since the desorption efficiency of an adsorption component improves with higher temperature, it is preferable to set it as the range of 50-75 degreeC in consideration of heat resistance of resin.
재생제 처리 후, 담체의 글루코오스 이소메라아제 흡착력을 높이기 위하여 담체의 이온형을 염형으로 한다. 담체의 이온형을 염형으로 하려면, 담체를 알칼리 수용액으로 처리한 후 광산 또는 전재질염의 수용액으로 처리하면 된다.After treatment with the regenerant, the ionic form of the carrier is salted to increase the glucose isomerase adsorption capacity of the carrier. In order to make the ionic form of the carrier into a salt form, the carrier may be treated with an aqueous alkali solution, followed by treatment with an aqueous solution of a mineral acid or an all salt.
물론, 최종적인 재생제 처리로서 광산 수용액을 사용한 경우는 특히 담체의 이온형을 염형으로 하기 위한 처리를 시행할 필요는 없다.Of course, in the case of using the aqueous photoacid solution as the final regenerant treatment, it is not particularly necessary to perform the treatment for making the ionic form of the carrier into the salt form.
따라서, 본 발명의 방법에 있어서 가장 적합한 재생처리방법은 흡착성분의 탈리효과도 고려하여서, (1) 광산 수용액 처리-알칼리 수용액 처리-광산 수용액 처리, 또는 (2) 광산 수용액 처리-알카리+전해질염의 혼합 수용액 처리-광산 수용액 처리이다.Therefore, the most suitable regeneration treatment method in the method of the present invention also takes into account the desorption effect of the adsorption component, so that (1) mine solution aqueous solution treatment-alkali solution treatment-mine solution treatment or (2) mine solution aqueous solution-alkali + electrolyte salt Mixed aqueous solution treatment-mine aqueous solution treatment.
재생제 처리후, 염형으로 된 담체에는 재차 새로운 글루코오스 이소메라아제를 흡착시켜 불용화 글루코오스 이소메라아제제로서 반복 사용된다.After treatment with the regenerant, the salt-formed carrier is once again adsorbed with new glucose isomerase and used repeatedly as an insoluble glucose isomerase.
그리고, 본 발명의 재생처리 방법에 의하면, 다수의 사이클을 반복한 불용화 글루코오스 이소메라아제제에 대하여 양호한 재생효과를 나타냄으로 장기간에 걸쳐 동일한 담체에 의한 우수한 불용화 글루코오스 이소메라아제제를 제공할 수가 있다.In addition, according to the regeneration treatment method of the present invention, it is possible to provide an excellent insoluble glucose isomerase agent by the same carrier over a long period of time by exhibiting a good regeneration effect on an insoluble glucose isomerase agent that is repeated many cycles. There is a number.
상술한 바와 같이, 본 발명 방법에 의하면, 이성화 반응 사용후의 불용화 글루코오스 이소메라아제제로부터 활성이 저하된 글루코오스 이소메라아제 및 기타의 흡착 성분을 좋은 효율로 탈수할 수 있고, 또한 흡착성분 탈리후의 담체에 높은 흡착률로 새로운 글루코오스 이소메라아제를 흡착시켜 재차 활성발현률이 높은 불용화 글루코오스 이소라아제제의 제조가 가능하다.As described above, according to the method of the present invention, glucose isomerase and other adsorption components having reduced activity from the insoluble glucose isomerase after use of the isomerization reaction can be dehydrated with good efficiency, By adsorbing new glucose isomerase with a high adsorption rate on the carrier, it is possible to prepare insoluble glucose isolasease having high activity expression rate again.
다음에, 본 발명을 실시예에 의하여 더욱 상세히 설명하겠는데, 본 발명은 요지를 넘지 않는 한 이하의 실시예에 한정되는 것은 아니다.Next, although an Example demonstrates this invention further in detail, this invention is not limited to a following example, unless the summary is exceeded.
그리고, 본 명세서에 있어서의 "글루코오스 이소메라아제 활성", 흡착률, "불용화 글루코오스 이소메라아제제 활성" 및 "불용화 글루코오스 이소아메라제 활성 발현률" 이라는 어구는 다음과 같이 정의되고, 또한 본 실시예 및 비교예에 있어서의 "글루코오스 이소메라아제의 추출", "글루코오스 이소메라아제의 담체에의 흡착", "이성화 반응"등은 이하에 기재한 방법에 의하여 시행하였다.The phrases “glucose isomerase activity”, adsorption rate, “insoluble glucose isomerase activity” and “insoluble glucose isoamase activity expression rate” in the present specification are defined as follows. Extraction of glucose isomerase, adsorption of glucose isomerase to a carrier, and isomerization reaction in Examples and Comparative Examples were carried out by the methods described below.
(1)글루코오스 이소메라아제 활성(U/ml)(1) glucose isomerase activity (U / ml)
글루코오스 기질 용액[1몰 농도의 D-글루코오스, 0.05몰 농도의 MgSO4.7H2O 및 0.5몰 농도의 인산 완충액(pH 7.2)의 등량 혼합 용액] 0.6ml에 글루코오스 이소메라아제를 함유하는 수용액을 첨가하고, 여기에 물을 가해서 전량을 2ml로 한다.An aqueous solution in the glucose substrate solution [1 equal volume mixture of molar concentrations of D- glucose, 0.05 molar concentration of MgSO 4 .7H 2 O and 0.5 molar phosphate buffer (pH 7.2) of the] 0.6ml containing glucose isopropyl camera Kinase It is added and water is added to make 2 ml whole quantity.
이 혼합액을 70℃로 60분간 유지하여 이성화 반응을 시행한다. 이 반응혼합액에 0.5몰 농도의 HClO42ml를 가하여 반응을 정지시켜 생성된 푸락크로오스 양을 시스테인카르바졸-황산법에 의하여 구한다.The mixture is maintained at 70 ° C. for 60 minutes to conduct isomerization reaction. 2 ml of 0.5 mole HClO 4 is added to the reaction mixture to stop the reaction, and the amount of furacrose produced is determined by the cysteine carbazole-sulfuric acid method.
이 값으로부터 글루코오스 이소메라아제 함유액 단위량 당의 활성을 산출한다. 1U라함은 상기조건하에 프락토오스를 1mg 생성하는 효소량을 말한다.From this value, the activity of the glucose isomerase-containing liquid per unit amount is calculated. 1 U means the amount of enzyme that produces 1 mg of fructose under the above conditions.
(2) 흡착률(%)(2) adsorption rate (%)
담체로 처리하기 전의 효소 추출액에 관하여 총활성(總活性)(A)를 측정한다. 담체에 효소를 흡착시킨후, 담체를 여별하여 세척한다. 이어서 여액 및 세척액의 총환성(B)를 측정한다. 흡착률은 다음 식으로 표시된다.Total activity (A) is measured with respect to the enzyme extract before treatment with a carrier. After the enzyme is adsorbed onto the carrier, the carrier is filtered off and washed. Subsequently, the total ringtone (B) of the filtrate and washings is measured. Adsorption rate is represented by the following equation.
(3) 불용화 글루코오스 이소메라아제제 환성(U/ml-Resin)(3) Insolubilized Glucose Isomemerase Circulation (U / ml-Resin)
전술한 글루코오스 기질(基質)용액 300ml에 약 1~10ml(팽윤 상태)의 불용화 글루코오스 이소메라아제를 첨가하고 여기에 물을 가하여 전량을 1ℓ로 하여 완만하게 교반하면서 70℃로 60분간 이성화 반응을 시켰다. 반응 종료후, 불용화 글루코오스 이소메라아제제를 반응용액으로부터 분리하고, 반응액중의 프락토오스 생성량을 시스테인카르바졸-황산법에 의해 정량하고 이 값으로부터 불용화 글루코오스 이소메라아제제 단위량당의 환성을 산출한다.The insoluble glucose isomerase of about 1-10 ml (swelled state) was added to 300 ml of the above-mentioned glucose substrate solutions, and water was added thereto to make 1 L of the total amount, and then subjected to an isomerization reaction at 70 ° C. for 60 minutes with gentle stirring. I was. After completion of the reaction, the insoluble glucose isomerase was separated from the reaction solution, and the amount of fructose produced in the reaction solution was quantified by the cysteine carbazole-sulfuric acid method. Calculate.
상기 조건으로 프락토오스를 1mg 생성하는 효소량을 1U로 한다.Under the above conditions, the amount of enzyme that produces 1 mg of fructose is 1 U.
(4) 불용화 글루코오스 이소메라아제제의 환성 발현률(%)(4) cyclic expression rate (%) of insoluble glucose isomerase
으로 표시한다. Indicated by.
글루코오스 이소메라아제의 추출Extraction of Glucose Isomerase
글루코오스 이소메라아제 "나가세"[스트렙토마이세스ㆍ패크로모게네스, 나가세 상고(長)(주)제]를 물로 현탁하고 이에 소량의 리조찜을 첨가한 후, 교반하여 균체로부터 글루코오스 이소메라아제를 추출하였다. 이 추출액(이하 글루코오스 추출액 A라 함)중의 글루코오스 이소메라아제 활성은 240U/1ml이었다.Glucose isomerase "Nagase" (Streptomyces, Paclomogenes, Nagase Sangyo Co., Ltd.) was suspended in water, and a small amount of risso steam was added thereto, followed by stirring to obtain glucose isomerase from the cells. Extracted. The glucose isomerase activity in this extract (hereinafter referred to as glucose extract A) was 240 U / 1 ml.
또한, 글루코오스 이소메라아제 추출액와는 별도로 같은 방법에 의하여 글루코오스 이소메라아제 추출액을 제조하였던 바, 글루코오스 이소메라아제는 200U/ml이었다(이하 글루코오스 이소메라아제 추출액 B라 함).In addition, the glucose isomerase extract was prepared by the same method as the glucose isomerase extract separately, and the glucose isomerase was 200 U / ml (hereinafter referred to as glucose isomerase extract B).
글루코오스 이소메라아제의 담체에의 흡착Adsorption of Glucose Isomerase to Carrier
다공징 강염기성 아니온 교환수지 다이야이온 HPA 11[상품명, 미쓰비시가세이고에교(주)제,스티렌-디비닐벤젠가교 공중합체 구조로 제4급 암모늄형의 이온 교환기를 가짐]의 이온형을 사전에 염형(SO4형)으로 한 다음, 팽윤상태의 동수지 체적에 대하여 10배량의 글루코오스이소메라아제 추출용액 중에서 상기 수지를 현탁하고, 50℃에서 6시간 교반하여 글루코오스 이소메라아제를 흡착시킨다.Porosity Strong basic anion exchange resin Dion ion HPA 11 (trade name, manufactured by Mitsubishi Chemical Co., Ltd., with styrene-divinylbenzene crosslinked copolymer structure having quaternary ammonium ion exchanger) by one to a salt type (SO 4 type) in advance, and then, a suspension of the resin from glucose isopropyl camera azepin extraction solution of 10-fold amount relative to the swollen state such resin volume, and stirred at 50 ℃ 6 sigan adsorbed glucose isopropyl camera kinase .
이성화 반응Isomerization reaction
A 상술한 방법에 의하여 글루코오스 이소메라아제를 담체에 흡착시켜서 제조한 불용화 글루코오스 이소메라아제 100ml를 내경 20ml의 외투관 부(府)컬럼에 충전하고, 글루코오스(3몰 농도), 황산 마그네슘(5밀리몰 농도)및 황산철(0.1밀리몰 농도)를 함유하는 pH7.5의 수용액을, 60℃. 평균 이성화률이 45%가 되도록 액공간 속도의 값을 조정하면서 상기 컬럼의 상부로부터 30일간 통액하여 글루코오스를 이성화 한다.A 100 ml of an insoluble glucose isomerase prepared by adsorbing glucose isomerase to a carrier by the above-mentioned method was filled into an outer tube subcolumn having an inner diameter of 20 ml, and glucose (3 mol concentration) and magnesium sulfate (5 An aqueous solution of pH 7.5 containing millimolar concentration) and iron sulfate (0.1 mmol concentration) at 60 ° C. Glucose isomerized by passing 30 days from the top of the column while adjusting the value of the liquid space velocity so that the average isomerization rate is 45%.
[실시예 1~2][Examples 1 and 2]
SO4형의 강염기성 아니온 교환 수지 HPA 11을 담체로 하고 여기에 글루코오스 이소메라아제 추출액 A를 흡착시켜서 제조한 불용화 글루코오스 이소메라아제제(흡착률 100%, 흡착량 2400U/ml-Resin)를 사용하여 A의 방법에 의하여 글루코오스의 이성화반응을 시행하였다. 반응 종료후 약 1ℓ의 탈염수를 컬럼 상부로부터 통액하여 불용화 글루코오스 이소메라아제제를 세척한 후, 실온으로 1규정의 황산수용액 600ml, 이어서 2ℓ의 탈염수를 컬럼 상부로부터 통액하였다.Insoluble glucose isomerase (Sorption rate 100%, Adsorption amount 2400U / ml-Resin) prepared by adsorbing glucose isomerase extract A to a carrier with a strong basic anion exchange resin HPA 11 of SO 4 type Isomerization of glucose was performed by the method of A using. After completion of the reaction, about 1 L of demineralized water was passed through the top of the column to wash insoluble glucose isomerase, and then 600 ml of 1 N sulfuric acid solution followed by 2 L of demineralized water was passed through the top of the column at room temperature.
이 조작에 의하여 담체에 흡착되어 있었던 단백량의 50%가 또한 담체에 흡착되어 있었던 철분의 97%가 탈리되었다.By this operation, 50% of the amount of protein adsorbed on the support was further desorbed 97% of iron content adsorbed on the support.
다음에, 재생후의 수지에 재차 글루코오스 이소메라아제 추출액 A를 흡착시켰던바, 흡착률이 100%(흡착량 2400U/ml Resin)이었다.Next, the glucose isomerase extract A was again adsorbed to the resin after regeneration. The adsorption rate was 100% (adsorption amount 2400U / ml Resin).
또한, 이 불용화 글루코오스 이소메라아제를 사용하여 A의 방법에 따라 이성화 반응을 속행하여, 결국 글루코오스 이소메라아제의 흡착-이성화 반응-담체로부터의 흡착성분의 탈리주기를 4회 반복한 후 글루 코오스 이소메라아제 추출액 A를 흡착시켰던 바, 흡착률은 51%(흡착량 1224Uml Resin)로 저하되었다.Also, using this insoluble glucose isomerase, the isomerization reaction was continued according to the method of A, and finally, the adsorption-isomerization reaction of the glucose isomerase was repeated four times, and then the glucose When the isomerase extract A was adsorbed, the adsorption rate was lowered to 51% (adsorbed amount 1224 Uml Resin).
이 불용화 글루코오스 이소메라아제제를 이성화반응에 사용한 후, 그 20ml씩을 취하여 다른 컬럼에 충전하고, 하기 표1에 나타내는 수용액을 차례로 칼럼 상부로부터 통액하여 수지를 재생하였다.After using this insolubilized glucose isomerase agent for isomerization, 20 ml of each was taken and filled in another column, and the aqueous solution shown in Table 1 below was passed through from the top of the column to regenerate the resin.
또한, 재생후의 수지에 글루코오스 이소메라아제 추출액을 흡착시켜서 제조한 불용화 글루코오스 이소메라아제의 흡착률 및 활성 발현률 역시 이 표에 제시한다. 이 표에 의해 명백한 바와 같이, 본 발명의 재생 방법에 의한 글루코오스 이소메라아제 흡착등이 저하한 담체에 대하여 그 흡착능을 회복시킬 수가 있다.In addition, the adsorption rate and the active expression rate of the insoluble glucose isomerase prepared by adsorbing the glucose isomerase extract to the resin after regeneration are also shown in this table. As apparent from this table, the adsorption capacity can be restored to the carrier on which glucose isomerase adsorption and the like by the regeneration method of the present invention are reduced.
[표 1]TABLE 1
[실시예 3~5, 비교예 1~5]Examples 3 to 5 and Comparative Examples 1 to 5
SO4형의 강염기성 아니온교환 수지 HPA 11을 담체로 하고, 이에 글루코오스 이소메라아제 추출액 B를 흡착시켜서 제조한 불용화 글루코오스 이소메라아제제[흡착률 100%, 흡착량 2000U/ml Resin]를 컬럼에 충전하고, A의 방법에 의하여 이성화반응을 시행하였다. 반응 증료후, 1규정 황산, 탈염수, 1규정 수산화나트륨 수용액, 1규정 황산 및 탈염수를 각각 500ml씩 순차적으로 칼럼 상부로부터 실온하에 통액하여 담체의 재생을 시행하였다. 이어서, 재생후의 담체에 글루코오스 이소메라아제 추출액 B를 흡착시켜 재차 이성화 반응을 시행하였다.An insoluble glucose isomerase agent [adsorption rate 100%, adsorption amount 2000U / ml Resin] prepared by adsorbing a strong basic anion exchange resin HPA 11 of SO 4 type and adsorbing glucose isomerase extract B The column was packed and isomerized by the method of A. After the reaction was added, 500 ml of 1 N sulfuric acid, demineralized water, 1 N sodium hydroxide aqueous solution, 1 N sulfuric acid and 1 N sulfuric acid were sequentially passed from the top of the column at room temperature to regenerate the carrier. Subsequently, glucose isomerase extract B was adsorbed onto the carrier after regeneration to carry out isomerization reaction again.
이와 같이, 글루코오스 이소메라아제 추출액의 흡착-이성화 반응-담체의 재생 주기를 반복 시행하였다. 그리고 5주기에서의 담체의 재생방법으로서 표 2에 기재한 각종 재생제 및 탈염수의 500ml를 칼럼 상부로부터 통액하여 담체에 흡착되어 있는 단백분 및 철분을 탈리시켰다.Thus, the regeneration cycle of the adsorption-isomerization reaction-carrier of the glucose isomerase extract was repeated. As a regeneration method of the carrier in five cycles, 500 ml of the various regenerants and demineralized water shown in Table 2 were passed through the column to desorb the protein powder and iron powder adsorbed on the carrier.
그 후, 그 담체에 글루코오스 이소메라아제 추출액 B를 흡착시켜 불용화 글루코오스 이소메라아제제를 제조하였다. 철분 탈리율, 단백 탈리량, 흡착률 및 흡착된 효소에 대한 활성 발현률을 역시 표 2에 제시한다.Thereafter, glucose isomerase extract B was adsorbed on the carrier to prepare insoluble glucose isomerase. Iron desorption rates, protein desorption rates, adsorption rates and activity expression rates for adsorbed enzymes are also shown in Table 2.
[표 2]TABLE 2
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR7701762A KR810001825B1 (en) | 1977-07-30 | 1977-07-30 | Process for the renewal of an insolubilized glucose isomerase |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR7701762A KR810001825B1 (en) | 1977-07-30 | 1977-07-30 | Process for the renewal of an insolubilized glucose isomerase |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR810001825B1 true KR810001825B1 (en) | 1981-11-16 |
Family
ID=19204672
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR7701762A KR810001825B1 (en) | 1977-07-30 | 1977-07-30 | Process for the renewal of an insolubilized glucose isomerase |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR810001825B1 (en) |
-
1977
- 1977-07-30 KR KR7701762A patent/KR810001825B1/en active
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4839419A (en) | Method for immobilizing dissolved proteins | |
Pettersson et al. | Studies on cellulolytic enzymes: I. Isolation of a low-molecular-weight cellulase from Polyporusversicolor | |
CA2029115A1 (en) | Method for removing sulfate ions from aqueous solution of alkali metal chloride | |
KR810001825B1 (en) | Process for the renewal of an insolubilized glucose isomerase | |
US4263400A (en) | Immobilized enzymes | |
US5245078A (en) | Process for separating an organic acid or acids from an organic acid-containing solution | |
JPS55132633A (en) | Adsorbent for arsenic | |
US3990943A (en) | Process for the enzymatic isomerization of glucose to levulose | |
JPS6219835B2 (en) | ||
US4008124A (en) | Process for the isomerization of glucose into fructose | |
CA1070628A (en) | Process for the renewal of an insolubilized glucose isomerase | |
CN110028126A (en) | The system and method for ammonia nitrogen in a kind of advanced treatment of waste water | |
CA1125519A (en) | Metal recovery | |
CA1159785A (en) | Method for the production of immobilized glucose isomerase | |
GB2129809A (en) | Method for production of an immobilized enzyme preparation by means of a crosslinking agent | |
CA1277625C (en) | Adsorption-desorption purification of glucose isomerase | |
JPS5531409A (en) | Removing phosphate ion from waste water | |
Hradil et al. | Inversion of sucrose with β-d-fructofuranosidase (invertase) immobilized on bead DEAHP-cellulose: Batch process | |
CA1044687A (en) | Enzyme carrier regeneration | |
CN114686468B (en) | Ion exchange resin selective immobilized enzyme, preparation method and application thereof | |
JPH0746990B2 (en) | Immobilized enzyme agent | |
US4072667A (en) | Process for recovering microbial cellular proteins | |
FR2259183A1 (en) | Purificn. of aq. effluents from cellulose prodn. plants - by separately adsorbing org. anions and other org. matter e.g. lignin | |
KR900003710B1 (en) | Method for immobilising of fracto transferase | |
SU810717A1 (en) | Method of preparing immobilized polyribonucleotidephosphorylase |