174891. lajstromszámú szabadalom • Eljárás enzimatikus átalakítások végrehajtására vizes közegből apoláros folyadékokkal elválasztható enzimkészítményekkel
3 174891 4 vízoldható polimer-hordozóhoz kapcsolódik. Ezek az enzim/polimer komplexek ultraszűréssel nyerhetők vissza a vizes reakcióközegből. Miután azonban az ultraszűrés különösen nagyobb tételben meglehetősen nehézkes és drága technika, így az ipari felhasználásban nem elterjedt. Azt találtuk, hogy ha bizonyos enzimekhez apoláros csoportokat kapcsolunk, az így kapott készítmény a vízzel nem-elegyedő folyadékokhoz való affinitása folytán elválasztható a vizes közegből. A találmány szerint olyan enzimkészítményt használunk az enzimatikus reakcióhoz, amely elegendő mennyiségű apoláros csoportot tartalmaz, és így amikor a készítmény vizes közegben egy inert vízzel-nem-elegyedő folyadékkal kerül érintkezésbe, az enzimkészítmény asszociatív kapcsolatba kerül az inert, vízzel-nem-elegyedő fázissal és ilyen módon elválasztható a vizes közegtől. Az ,önért, vízzel-nem-elegyedő folyadékon” olyan folyadékot értünk, amely az enzim-készítménnyel nem reagál és így lényegében nem változtatja az enzim aktivitását. A „kapcsolódik” kifejezésen minden olyan interakciót értünk, amely az enzim-preparátum apoláros csoportjai és a vízzel nem-elegyedő folyadékfázis molekulái között létrejön és amely elegendő mértékben stabil ahhoz, hogy lehetővé váljék az enzimkészítmény vizes közegből történő elválasztása. Általában, bármilyen ipari folyamatban felhasználható enzim átalakítható a találmány szerinti eljárásban alkalmazott enzim-készítménnyé, ilyen enzimek például a következők: amiláz, aszparagináz, semleges és lúgos proteáz, kimotripszin, celluláz, dextranáz, lipáz, oxinitriláz, pepszin, penicillin-aciláz és tripszin. A találmány szerinti eljárás szempontjából legelőnyösebb a lipáz, a penicillin-aciláz és a tripszin. Az enzimhez kapcsolódó apoláros csoportok a következők lehetnek: legalább 6 szénatom-számú szénhidrogén-csoport, így C6—C30 -alkil-csoport, például n-hexil-, n-heptil-, n-oktil-, n-nonil-, n-decil-, n-dodecil-, n-oktadecil-, 4-metil-pentil-, 4,4-dimetil-pentil-, 3-etilhexil-csoportok, vagy Cé-Cso alkenil-csoport, mint például undeka-10-enil-, oleil-, linoleil-csoportok, vagy C6-C20 cikloalkil-csoport, vagy Cí-Cjo cikloalkenil-csoport, vagy aril- és szubsztituált aril-csoport, mint például fenil-csoport, előnyösen egy, kettő, vagy három Ci-C6 -alkil csoporttal helyettesítve, vagy aralkil-csoport, mint például benzil-, 2-fenil-etil, 4-fenil-butil-, 2-tolil-etil-csoport. Az apoláros csoport közvetlenül vagy közvetetten, egy hídkötésen keresztül kapcsolódhat az enzimhez. Néhány esetben, ha az enzim molekulájához több apoláros csoport kapcsolódik, az enzim konformációja és aktivitása megváltozik. Ennek következtében néhány esetben az enzim struktúrája miatt nem lehetséges elegendő apoláros csoportot az enzimhez kapcsolni, és így a vizes közegből való elválasztást biztosítani anélkül, hogy az enzim aktivitása bizonyos mértékben csökkenjen. A fenti hátrány kiküszöbölése érdekében olyan enzimkészítményt használunk, amelyben az enzim olyan polimer hordozóra van kötve vagy adszorbeálva, amely az enzimhez kapcsolódó apoláros csoportok mellett vagy helyett apoláros csoportokat tartalmaz. Az is lehetséges, hogy az elegendő apoláros csoportot tartalmazó enzim egy olyan polimerhez van kapcsolva, amely nem feltétlenül tartalmaz további apoláros csoportot. Az enzimnek a polimerhez való kapcsolata, mint említettük, lehet kovalens kötéssel létrejövő kapcsolat vagy adszorpció, feltéve hogy az utóbbi olyan erős, hogy az enzim a hordozón marad akkor, amikor a készítményt vízzel-nem-elegyedő folyadékkal hozzuk kapcsolatba. A fenti enzimkészítmények polimer hordozója lehet vízben oldódó és vízben oldhatatlan. Vízoldhatatlan polimert tartalmazó enzimkészítmény esetén a polimer célszerűen fel van aprítva, hogy az enzim nagy felületen helyezkedjen el, így a készítmény nagy specifikus aktivitással rendelkezzen. Ilyen megfelelő vízoldhatatlan anyag például a cellulózpor és olyan cellulóz-származékok, mint a karboxi-metilcellulóz ioncserélő gyanták, nylon, nagy molekulasúlyú poliszacharidok, mint az agaróz és a kereszt-kötést tartalmazó dextránok, valamint módosító ágenseket, mint például epiklórhidrint vagy karboximetil- vagy aminoetil-csoportokat tartalmazó poliszacharid-módosulatok, valamint poliakrilátok és polimetakrilátok. Különösen előnyös az agaróz és a makrorektikuláris keresztkötést tartalmazó poliakrilát- és polimetakrilát.-gyanták. Megfelelő vízoldható anyagok a természetes eredetű polimerek, így a poliszacharidok, mint például a dextrán, dextrinek vagy keményítő, továbbá a természetes eredetű módosított polimerek, mint például a részlegesen lebontott keményítő vagy cellulóz, poliszacharidok, oligoszacharidok és szacharídok, amelyeket olyan ágensekkel, mint például az epiklórhidrinnel módosítottunk, továbbá karboximetil-, vagy aminometil-csoporttal módosított cellulóz. Úgy találtuk, hogy a fent említett modifikált szacharídok vagy poliszacharidok különösen előnyös kopolimeijei az epiklórhidrin és a laktóz, dextróz, vagy szacharóz származékok. Egy különösen kedvező polimer például a szacharózepiklórhidrin polimeije a „Ficoll”, amely körülbelül 400 000 mólsúlyú. A „Ficoll” szó bejegyzett védjegy. A természetes eredetű polimerekhez hasonlóan szintetikus vízoldható polimereket, mint például a polivinilalkoholt, továbbá a maleinsavanhidrid, ak-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
