酵素の固定化のための適切な表面を作る。リパーゼとα-アミラーゼの修飾セピオライト上での固定化

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Int. J. Biol. Macromol..2020 Jul;S0141-8130(20)33857-5. doi: 10.1016/j.ijbiomac.2020.07.103.Epub 2020-07-14.

酵素の固定化のための適切な表面を作る。リパーゼとα-アミラーゼの修飾セピオライト上での固定化

Make proper surfaces for immobilization of enzymes: Immobilization of lipase and α-amylase on modified Na-sepiolite.

Shiva Mortazavi
Hamidreza Aghaei

PMID: 32679334 DOI: 10.1016/j.ijbiomac.2020.07.103.

抄録

枯草菌由来のα-アミラーゼとCandida rugosa由来のリパーゼを改質セピオライト（SEP）に吸着させて固定化するための担体の作製に焦点を当てた。界面活性剤のＣＭＣ以下の濃度で臭化セトリモニウム界面活性剤を用いてＳＥＰの性質を変化させ、疎水性を有する単層界面活性剤（ＭＳＥＰ）を用いたＳＥＰを生成し、界面活性剤のＣＭＣ以上の濃度で親水性を有する二層界面活性剤（ＢＳＥＰ）を用いたＳＥＰを生成させることにより、２つの修飾担体を調製した。MSEP（MSEPL）上に固定化リパーゼ（MSEPL）を固定化し、BSEP（BSEPA）上に固定化α-アミラーゼ（BSEPA）を固定化した酵素活性は、オリーブオイルとデンプンの加水分解において試験することに成功した。支持体の修飾及び固定化プロセスは、BET, XRD及びSEM技術によって特徴付けられた。その結果、MSEPLおよびBSEPAの比活性はそれぞれ1.74および2.28U/mgであった。60℃で4時間培養した後のMSEPL（56.7％）およびBSEPA（40.4％）の残存活性は、遊離酵素よりもはるかに高かった。また、4℃で30日間保存した後の残存活性は、MSEPLが77.4％、BSEPAが66.7％であった。また、MSEPLとBSEPAは良好な再利用性を示し、10サイクル後の相対活性は54.0％と44.2％であった。

This paper has focused on making suitable carriers for the immobilization of α-amylase from Bacillus subtilis and lipase from Candida rugosa via adsorption on modified Na-sepiolite (SEP). Two modified carriers were prepared by changing the nature of SEP with cetrimonium bromide surfactant at concentrations below the CMC of the surfactant, to produce SEP with monolayer surfactant (MSEP) with hydrophobic properties and above the CMC of the surfactant to produce SEP with bilayer surfactant (BSEP) with hydrophilic properties. The enzymatic activity of immobilized lipase on MSEP (MSEPL) and immobilized α-amylase on BSEP (BSEPA) was successfully tested in the hydrolysis of olive oil and starch. The support modification and immobilization process were characterized by BET, XRD, and SEM techniques. The results demonstrated that the specific activity of MSEPL and BSEPA was 1.74 and 2.28 U/mg, respectively. The remained activity of MSEPL (56.7%) and BSEPA (40.4%) after their incubation at 60 °C for 4 h was much higher than that of free enzymes. The residual activity of MSEPL and BSEPA was 77.4% and 66.7%, after 30 days of storage at 4 °C. The MSEPL and BSEPA also showed good reusability, and their relative activities were 54.0% and 44.2% after ten cycles.