165648. lajstromszámú szabadalom • Eljárás O-hidroxi-benzoesav alapú homo polimerek és enzimek komplexeinek előállítására
165648 3 4 lényeges hátránya az, hogy nagy molekulák számára viszonylag megközelíthetetlenek, továbbá az enzim még a szilárd halmazállapotú enzim alapos mosása után is csak kis mennyiségben diffundál ki a hordozóanyagból. 5 A szilárd halmazállapotú enzimek negyedik típusa esetén az enzim kovalens kötésbe lép enyhe reakciókörülmények között valamilyen polimer reakcióképes csoportjával. Ilyen polimerek például az „Enzacryls" márkanévvel forgalomba 10 hozott akrilamid kopolimerek. A szilárd halmazállapotú enzimek terén folytatott legutóbbi kutatások ilyen típusú enzimekkel foglalkoznak. A 68/04165 számú Délafrikai Köztársaság-beli szabadalmi leírásból ismertek olyan kovalens típusú 15 polimer-enzim termékek, amelyekben az enzim és a polimer közötti kovalens kémiai kötés következtében az enzim szerkezetében változás következett be. Kovalens típusú polimer-enzim komplexeket ismertetnek az 1917 057 és a 2 014112 20 számú Német Szövetségi Köztársaság-beli nyilvánosságrahozatali iratokban is. A kovalens kötés létrejöttéhez szükséges reakciókörülményeket azonban ezeknél az enzimeknél rendkívül hatékonyan kell szabályozni, hogy az enzim molekula bomlása 25 elkerülhető legyen. Nehézséget okoz továbbá a polimerről a felhasznált enzim lehasítása a polimer új enzimmel való felhasználhatósága érdekében. Azt találtuk, hogy ha az enzim szilárd 30 hordozóanyagaként szomszédos hidroxi-csoportot és karbonsav-csoportot párban tartalmazó, így kelátképzésre képes és adott esetben kell átkötésbe is vitt homopolimert használunk, akkor a technika állása szerint ismert szilárd halmazállapotú 35 enzimek fent említett hátrányai kiküszöbölhetők. Továbbá az enzim általában viszonylag enyhe reakciókörülmények között tud a homopolimerrel kötésbe lépni, illetve hasítható le és az így kapott szilárd halmazállapotú enzim kielégítő 40 enzimstabilitást mutat. A fentiek alapján a találmány tárgya eljárás o-hidroxi-benzoesav alapú homopolimerek és enzimek komplexeinek előállítására. A találmány értelmében úgy járunk el, hogy valamilyen 45 enzimet valamilyen, adott esetben kelátozott homopolimer vizes szuszpenziójával összekeverünk, ahol a polimer gyűrűszubsztituensként -X(CO)n CR= CRj R 2 általános képletű, etilénszerűén telítetlen csoportot -ahol R hidrogén- 50 atomot vagy metil-csoportot jelent, továbbá R, és R2 hidrogénatomot jelentenek, n értéke 1 és X iminocsoportot jelent - tartalmazó o-hidroxibenzoesav alapú homopolimer, majd a felülúszó fázisból a szilárd anyagokat elkülönítjük. 55 Az enzim komponens természetesen a kelátképzésre alkalmas lánchelyeken kapcsolódik a homopolimerhez, de a kötés pontos jellegét ezideig nem sikerült megállapítani. Ismeretes ugyanis, hogy az enzimek nagyméretű komplex 60 molekulák, amelyek pontos kémiai szerkezetét - néhány kivételtől eltekintve - ezideig nem sikerült tökéletesen meghatározni. így mi sem tudjuk, hogy az enzimekben rendszerint jelenlevő csoportok közül melyik játszik szerepet a 65 találmány szerinti komplexek képzésében. Továbbá azt is megállapíthatjuk, hogy a komplexekben a homopolimer és az enzim közötti kötés jellege nem határozható meg egyértelműen, leginkább dativ-kötés jellegű. Ezért nem tudunk az enzimben olyan specifikus csoportot megnevezni, amelynek jelenléte feltétlenül szükséges a komplex képződéséhez, csak annyit tudunk, hogy a polimer komponensben a szomszédos hidroxil- és karboxil-csoportok jelenléte teszi lehetővé a fentiekben említett dativ-kötést. összefoglalva tehát megállapíthatjuk, hogy az enzimek vonatkozásában az enzimek fehérjeszerű jellege biztosítja a homopolimerekkel alkotott komplexek képződését. A találmány szerinti enzim-polimer komplex esetén ugyanakkor az enzim kielégítő eró'sséggel kötődik a homopolimerhez, így az az enzim megfelelő szilárd halmazállapotú hordozóanyaga. Bizonyos esetekben ez a kötéserősség elég gyenge ahhoz, hogy az enzim a polimerről lehasítható legyen valamilyen erős só-oldattal vagy vizes pufferrel végzett kezeléssel. Bizonyos esetekben az enzim szubsztrátja jelenlétében szolubilizálható. Kelátképző polimerek már meglehetősen régóta ismeretesek és felhasználásuk olyan célokra ismert például, mint a fémionok és más ionok vizes oldatokból végzett extrahálása. Ilyen polimerek a szalicilsav-formaldehid polimerek (előállításukat lásd 3 089 885 és 3 035 022 számú Amerikai Egyesült Államok-beli szabadalmi leírásokban) és a szalicilaldehidből és poliamidokból előállított Schiff-bázisok (előállításukat lásd 3 089 885 számú Amerikai Egyesült Államok-beli szabadalmi leírásban). A találmány szerinti komplex előállításához használt homopolimerek kelátképző csoportjai a láncon párosan elhelyezkedő szomszédos hidroxil-és karboxilcsoportok. Ilyen polimerek a gyűrűszubsztituensként etilénszerűen telítetlen csoportot tartalmazó o-hidroxi-benzoesav homopolimerek. A telítetlen csoportot az -X(CO)n CR = CR, R2 képlettel jellemezhetjük, ahol R jelentése hidrogénatom vagy metilcsoport, míg Rí és R2 hidrogénatomot jelentenek, n értéke 1 és X jelentése imino-csoport. Az etilénszerűen telítetlen csoport célszerűen a fenil-gyűrű 4- vagy 5-helyzetében helyezkedik el szubsztituensként. A találmány szerinti komplexek előállításánál előnyösen használhatók a N-akriloilamino-szalicilsavak, így például az N-akriloil-4- vagy -5-aminoszalicilsav homopolimerjei. Az ilyen polimerek térhálósíthatók például N-metilén-bisz-akrilamiddal. A ^homopolimer kelátképző csoport-párjainak egy része vagy az összes ilyen csoport-pár kelátot képezhet fémionokkal vagy más, kelátot képző ionnal, így például titán- vagy borát-ionnal. Hogy az egyes homopolimerekhez mely enzimek képesek kapcsolódni, az az egyes homopolimer és enzim pontos jellegétől függ. Olyan tényezők, mint a térbeli gátlás, különleges esetben megakadályozhatják, hogy egy adott homopolimer egy adott enzimhez kapcsolódjon. Egy adott homopolimer, mint egy adott enzimhez használható hordozó alkalmassága azonban ismert módon egyszerűen kísérlettel eldönthető. Szilárd halmaz-1
