174891. lajstromszámú szabadalom • Eljárás enzimatikus átalakítások végrehajtására vizes közegből apoláros folyadékokkal elválasztható enzimkészítményekkel
5 174891 6 rilsavanhidrid etilénnel, sztirollal, metil-vinil-éterrel, divinil-éterrel vagy vinilacetáttal alkotott kopolimerjeit tartalmazó enzimkészítményeket is használhatunk a találmány szerinti eljárásban. Ilyen polimereket ismertet például az 1 948 177 számú és az 1 948 298 számú Német Szövetségi Köztársaság-beli közrebocsátási irat, valamint az 1 290 701 és 1 223 281 számú nagy-britanniai szabadalmi leírás. A vízoldható kopolimerek közül megfelelőnek bizonyult a „GANTREZ AN” néven ismert metil-vinil-éter maleinsavanhidrid kopolimer. (A „GANTREZ AN” bejegyzett védjegy.) Az enzim közvetlenül kapcsolódhat az apoláros csoportot tartalmazó polimerhez, de lehetséges az is, hogy a polimer hordozó hídkötéseken keresztül lép kapcsolatra az enzimmel. Ilyen megfelelő kötést létrehozó csoport például a C2-Ci0 alifás c*i co-diamin-, mint az 1,3-diamino-propán vagy 1,6-diaminohexán. A kötőcsoport egyik amino-funkciója a polimerhez kapcsolódik, és a másik az enzimhez kötődik, például vízoldható dialdehidek, mint a glioxál vagy a glutáraldehid segítségével. Az ilyen bifunkciós kötőcsoportok további keresztkötéseket eredményeznek. Ilyen hídkötések jöhetnek létre az enzim/hordozó, az enzim/apoláros csoport (hordozóval vagy anélkül), vagy a hordozó/apoláros csoport kapcsolatában. A találmány szerinti eljárásban alkalmazott készítményekben szereplő apoláros csoportok száma több tényezőtől függ. A polimerhez és/vagy az enzimhez kapcsolódó apoláros csoportok egy bizonyos hidrofób környezetet hoznak létre az enzim felületén. Néhány enzim esetében egy esetleges túlságosan magas hidrofóbitás az enzim dezaktiválódását eredményezi, amely a konformációváltozás következtében állhat elő. így az kívánatos, hogy a vizes közegből való elválaszthatósághoz szükséges apoláros csoportok minimális száma és az enzim stabilitásával még összeegyeztethető apoláros csoportok maximális száma között egyensúly legyen. Az egyensúlyt meghatározó kritériumok a következők: 1. A hordozó polimer mólsúlya. 2. A monomer-egység mólsúlya. 3. A monomer-egység százalékaránya az apoláros csoportokkal szubsztituált polimerben. 4. Az apoláros csoportok mérete. 5. Az enzim milyensége. 6. Az enzimhez kapcsolódó polimer szubsztituációs foka. Például abban az esetben, amikor GANTREZ AN 119 a hordozó (a polimer mólsúlya 230 000, a monomer mólsúlya 156) és 1 mól GANTREZ AN 119 1 mól penicillinacilázzal van szubsztituálva, a vizes közegből való hatékony elválasztáshoz az szükséges, hogy a monomer molekuláknak minimálisan 25%-a legyen szubsztituálva n-decil-csoporttal. Az enzim aktivitása megmarad még akkor is, ha a monomer molekulák maximálisan 50%-a van szubsztituálva n-oktadecil-csoporttal. A találmány szerinti eljárásban olyan enzimkészítményt használunk az enzimatikus reakció kivitelezéséhez, amelyben valamely I általános képletű vegyület R-X (I)- ahol R jelentése egy apoláros csoport, és X jelentése egy funkciós csoport — a reakcióképes X-csoporton keresztül egy enzimhez van kapcsolva. Az X-csoport jelentése lehet például: amino-, karboxil-, aldehid-, hidroxil-, tiol- vagy azo-csoport, vagy például dialdehidekből, mint glioxálból vagy glicerinaldehidből és/vagy diaminokból, mint 1,6-hexametiléndiaminból vagy etilén-diaminból és/vagy a.oamino-alifás-karbonsavakból, mint glicinből vagy 6-amino-hexaminsavból származtatott reaktív csoport, vagy a polimer hordozó-anyagban levő egyéb funkciós csoport. Előnyösen X-jelentése amino-csoport, vagy mono-szubsztituált amino-csoport. Az enzimhez kapcsolódó és az X-csoporttal reakciókészséget mutató aktív csoport lehet egy olyan csoport,mely az enzimen foglal helyet, például karboxil-, amino-, tiol-, vagy fenolos hidroxil-csoport, vagy anhidrid-láncok, vagy egy polimer hordozó anyag, mely egy ilyen aktív csoportot tartalmaz, vagy egy reaktív összekapcsoló csoport, mint amilyen a fent említett X-csoport. A találmány szerint az enzimkészítményt vizes közegben hozzuk összes a megfelelő szubsztráttal, a reakció lefolyása után az enzimkészítményt egy vízzel-nem-elegyedő oldószer segítségével távolítjuk el a vizes közegből, majd kinyerjük a reakcióterméket a vizes fázisból, és az elválasztott enzimpreparátumot adott esetben ismételten felhasználjuk további szubsztráttal való reakcióban. Az enzimkészítmény vizes közegből való elválasztására a vízzel-nem-elegyedő oldószerek széles választékát használhatjuk. így megfelelőnek bizonyulnak az alkánok, így például a heptán, oktán, nonán, dekán, hexadekán, valamint aromás szénhidrogének nagyobb szénatomszámú alifás észterek, műit például a gliceril-trioleát és a C4— Cr2 szénatomszámú alifás alkoholok, mint például n-dekanol. Amikor a reakcióelegyet egy ilyen oldószerrel érintkeztetjük, az enzimkészítmény az érintkezés helyén felszíni réteget képez a két fázis között. Abból a célból, hogy ezt az érintkezési felületet növeljük, célszerű keveréssel vagy rázogatással a vízzel-nem-elegyedő oldószert apró cseppekre szétbontani. Mindegyik cseppecskét az enzimkészítmény részecskéi veszik körül, megtapadván a cseppek felszínén. Az enzimkészítmény vízzel-nem-elegyedő oldószerrel való fenti jellegű kapcsolatát létrehozhatjuk az enzimreakció lefolytatása előtt, alatt vagy után. Előnyösen az enzimreakció előtt készítjük el a diszperziót úgy, hogy az enzimkészítményt a 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
