[发明专利]酶制剂

说明书

本申请是申请号为200810128259.9的中国发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及用作生物催化剂的新的酶制剂。

背景技术

微生物和分离的酶广泛用作化学工业或食品制造中的催化剂。例如A.Liese，K.Seelbach，C.Wandrey，Industrial Biotransformations，Wiley-VCH：2000，Weinheim，Germany提供了综述。

为了保证经济使用这些生物催化剂，必需满足一些条件：生物催化剂必需在反应条件下保持活性足够长时间，在反应结束之后应容易除去并且应尽可能多次重复使用。理想地，应当在非常广泛的反应条件(例如温度范围、所用溶剂类型、压力，等)下满足这些条件，以提供尽可能通用的催化剂。

为了满足这些条件，通常需要将所用酶或含有酶的微生物固定。

通常，酶或含酶微生物非共价地固定在载体上；所用载体经常是具有适当粒度分布的离子交换树脂或聚合物颗粒。其实例有市售产品得自Novozymes A/S，Bagsvaerd，Denmark的Novozym 435、Lipozym RM IM或Lipozym TL IM或者得自Amano，Japan的Amano PS。这些实例是具有广泛用途的固定脂肪酶，由于这些固定物在非水系统，即，仅包括有机溶剂(即使有的话)的系统，中也具有工业可利用的活性，例如J.Chem.Soc.，Chem.Comm.1989，934-935中所述。然而使用这种固定物的缺陷首先是根据所用反应系统发生的酶或含酶微生物的解吸附，例如在使用表面活性剂组分的情况下。在对比实施例1中显示与这种解吸附有关的活性损失。此外，这种制剂不具有足够的机械稳定性，结果，即使能使用，仅可以在接受大大受限制的重复使用性的情况下，在简单的搅拌反应器中使用。在对比实施例2中显示了这些制剂的机械不稳定。

为了能够重复使用这些酶制剂，需要使用其它反应器设计。例如，Eur.J.Lipid Sci.Technol.2003，105，601-607描述了使用固定床反应器进行脂肪酶-催化的酯化反应。然而，该方法的缺陷是限于低粘度均匀反应混合物，这是由于高粘度混合物或悬浮体不能通过固定床运送。

K.Faber″Biotransformations in Organic Chemistry″，Springer：2000，Berlin，Germany在第384页描述了使用加入到海藻酸盐中的酶。然而，由此获得的制剂具有极其低的机械稳定性并且在非水系统中仅呈现低的活性。

此外，描述了固定酶与反应物质(例如戊二醛)的随后交联。然而，缺陷是与改性之前的活性相比，交联的制剂的比活经常大大降低。而且，该方法不能改善机械稳定性。

同样描述了在反应载体上共价固定酶。其缺陷是在酶表面需要有合适的官能团，其可以与载体反应；此外，结果经常导致酶活损失。

J.Am.Chem.Soc.1999，121，9487-9496描述了将酶加入到称之为溶胶-凝胶的硅氧烷基质中。溶胶-凝胶制剂的缺陷是粒度分布低，使通过过滤的有效去除复杂化、缺少机械稳定性、发生解吸附、使用有毒反应物(TEOS的毒性，例如参见Nippon Sanso Giho 1990，9，68-72和Archives of Toxicology1994，68，277-283；TMOS的毒性例如参见Fundamental and Applied Toxicology 1989，13，285-295)；对于无毒溶胶-凝胶的生产，需要大量步骤，例如贮藏超过6个月或者在350℃下热处理，如Polimery w Medycynie 2000，30，45-54中所述，并且其溶胀性能非常大地取决于所用溶剂并且不能通用于不同反应系统(含水和非水)。J.Sol Gel Sci.Technol.2003，26，1183-1187通过实例显示了观察到的酶活性的溶剂依赖性并因此不能满足广泛使用性的需要。

Landbauforschung2002，special edition 241，41-46描述了其中酶首先固定在“细”聚硅氧烷颗粒上然后包封在溶胶-凝胶中的溶胶-凝胶制剂。因此部分解决了机械稳定性的问题，但是所述实验显示仅在所选溶剂中获得足够的活性；完全没有描述在无溶剂系统中的使用。此外，这些制剂不是以直接可用的形式获得，而是首先必需切成适当大小，这仅仅在工业规模可以实施。