자극특성 고분자 수화젤에 고정화된 효소의 촉매특성과 온도에 의한 효소활성의 조절에 관한 연구 = Characteristics of Immobilized Enzyme within Stimuli-sensitive Hydrogel and the Study on the Control of Its Catalytic Activity by Temperature
저자
발행기관
학술지명
生産技術硏究所論文集(Journal of Research Institute of Industrial Technology)
권호사항
발행연도
1994
작성언어
Korean
KDC
530
자료형태
학술저널
수록면
101-109(9쪽)
제공처
소장기관
Poly(N-isopropylacrylamide) hydrogel is thermo-responsible which swells and shrinks reversibly as temperature changed through its phase transition temperature. When an enzyme is immobilized within this hydrogel, the catalytic activity of the immobilized enzyme can be switched on and off in accordance with the swelling and shrinking of hydrogel, respectively. In this work, invertase, sucrose hydrolase, was immobilized within poly(N-isopropylacrylamide) hydrogel and its catalytic activity as a function of temperature was studied. At 30℃, which is above the phase transition temperature of hydrogel, enzyme showed its activity. At 40℃ which is above the phase transition temperature, enzyme did not show its activity.
Phase transition temperature of N-isopropylacrylamide hydrogel can be controlled by copolymerization with acrylamide. Poly(N-isopropylacrylamide) hydrogels which have different content of acrylamide were prepared and invertase was immobilized within those copolymer hydrogel. Enzyme activity of immobilized invertase within poly(N-isopropylacrylamide) hydrogel by temeprature was studied. In all the cases, immobilized invertase which is in below respective phase transition temperature showed its catalytic activity. Above phase transition temperature, immobilized invertase did not show its catalytic activity.
Poly(N-isopropylacrylamide) 수화젤은 온도의 변화에 따라 가역적으로 수축과 팽윤을 하는 열응답성 고분자 수화젤이다. 이러한 온도에 민감한 수화젤에 효소를 고정화시키면 수화젤의 팽윤과 수축에 따라 효소가 그의 활성을 나타내던가 혹은 그의 활성을 나타낼 수 없는 이른바 온도에 따른 촉매로서의 효소활성의 "switch on-off" 기능을 기대할 수 있다. Poly(N-isopropylacrylamide)수화젤에 sucrose 분해효소인 invertase를 고정화시키고 sucrose hydrolysis의 반응온도를 조절하여 고정화된 invertase의 반응촉매로서의 온도에 따른 효소활성 조절에 대한 연구 및 고정화된 효소의 재사용에 관하여 고찰하였다. Poly(N-isopropylacrylamide)수화젤에 고정화된 효소를 사용하여 수화젤의 상전이 온도 이하인 30℃에서 sucrose를 분해반응시켰을 경우에는 glucose가 생성되었으나 수화젤의 상전이 온도 이상인 40℃에서 반응을 시켰을 경우에는 glucose의 생성이 정지되었다. 30℃와 40℃에서의 반복적인 반응온도의 변화에서도 효소는 그의 활성을 유지하였으며 반응 후 회수된 고정화효소는 재사용이 가능한 것을 관찰하였다.
여러 조성의 N-isopropylacrylamide와 acrylamide를 공중합시켜 Poly(N-isopropylacrylamide) 공중합 수화젤을 만들었으며, 공중합체의 조성에 따라 수화젤의 상전이온도가 변화되었다. 이 공중합체 수화젤에 invertase를 고정화하여 상전이온도의 변화에 따른 invertase의 효소활성에 대하여 연구하였다. 각 수화젤에 고정화된 invertase는 상전이온도 이하에서는 효소의 활성을 나타내지만 상전이온도 이상에서는 효소의 활성이 나타나지 않았다.
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