[發(fā)明專利]固定化蛋白質(zhì)及其用途

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201911330175.8
• 申請日: 2015-01-30
• 公開（公告）號: CN110951720B
• 公開（公告）日: 2023-08-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 卡里姆·恩格爾馬克·卡西姆吉;揚-埃爾林·貝克瓦爾
• 申請（專利權(quán)）人: 恩制因塞米公司
• 主分類號: C12N11/14
• 分類號: C12N11/14;C12N11/082;C12N11/087
• 代理公司: 北京康信知識產(chǎn)權(quán)代理有限責任公司 11240
• 代理人: 張曉影

本發(fā)明涉及一種固定化蛋白質(zhì)及其用途，固定化蛋白質(zhì)材料包含通過親和標記物結(jié)合而固定在玻璃材料或有機聚合物上的蛋白質(zhì)。玻璃材料可以是多孔玻璃材料諸如(混合)控制孔隙度玻璃。本發(fā)明還涉及固定化酶材料在化學合成中作為多相生物催化劑的用途。本發(fā)明進一步涉及用于將親和標記的蛋白質(zhì)固定在玻璃材料或有機聚合物上的方法，并且涉及用于通過將此種蛋白固定在玻璃材料或有機聚合物上來純化和分離親和標記的蛋白質(zhì)的方法。

本申請是申請日為2015年1月30日、發(fā)明名稱為固定化蛋白質(zhì)及其用途”的中國專利申請?zhí)?01580005764.2的分案申請。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及固定化蛋白質(zhì)材料，其包含通過親和標記物結(jié)合而被固定在玻璃材料或有機聚合物上的蛋白質(zhì)。玻璃材料可以是多孔玻璃材料，諸如(混合)控制孔隙度玻璃。本發(fā)明還涉及固定化酶材料在化學合成中作為多相生物催化劑的用途。本發(fā)明進一步涉及用于將親和標記的蛋白質(zhì)固定在玻璃材料或有機聚合物上的方法，并且涉及用于通過將這種蛋白質(zhì)固定在玻璃材料或有機聚合物上而純化和分離親和標記的蛋白質(zhì)的方法。

背景技術(shù)

蛋白質(zhì)是由氨基酸殘基的一條或多條直鏈組成的大生物分子。酶是特定組的蛋白質(zhì)，它們在所有活細胞的新陳代謝中充當生物催化劑。因此，酶能夠?qū)⒂袡C分子轉(zhuǎn)化為不同的分子。由于每種特定酶的特定三維結(jié)構(gòu)，僅非常少的有機分子會與酶的活性位點以可以發(fā)生轉(zhuǎn)化的方式相互作用。因此，酶通常是高選擇性催化劑，并且由于此原因，酶在合成有機化學中用作催化劑是非常有吸引力的。然而，由于酶是為細胞環(huán)境而進化出的生物分子，因此它們通常不適合其它環(huán)境。當在有機溶劑中使用時，酶傾向于聚集且經(jīng)常展開(即，變性)。因此，吸引人的是將酶固定在固體載體上并且以這種固定狀態(tài)將它們用作催化劑，因為這可以改善酶的穩(wěn)定性，允許酶正常不能耐受的反應(yīng)條件并且還有助于從反應(yīng)混合物的分離和材料的回收。

已經(jīng)使用不同的技術(shù)和不同的固體載體完成了酶在固體載體上的固定化(Tischer和Wedekind，“Immobilized?Enzymes：Methods?and?Applications”，Topics?inCurrent?Chemistry，1999，第200卷，第95-126頁；Brena和Batista-Viera，“Immobilization?of?Enzymes:A?Literature?Survey”，Methods?in?Biotechnology：Immobilization?of?Enzymes?and?Cells，2006，第二版，第15-30頁)。

酶到固體表面的吸附可導致酶與固體載體之間的不期望的相互作用。已經(jīng)表明，蛋白質(zhì)吸附到二氧化硅納米顆粒可以引起蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)的變化，這可導致酶的失活(Lundqvist?et?al.，Langmuir?2004，第20卷，第10639-10647頁)。因此，重要的是，固體載體不干擾固定化酶的結(jié)構(gòu)和活性。

固定化金屬離子親和色譜(IMAC)是用于純化蛋白質(zhì)的技術(shù)，其基于蛋白質(zhì)對金屬離子(諸如Fe²⁺、Cu²⁺、Zn²⁺、Ni²⁺和Co²⁺)的親和度。金屬離子被固定在瓊脂糖凝膠上并且可以選擇性吸附含有組氨酸的蛋白質(zhì)和含有半胱氨酸的蛋白質(zhì)(Porath?et?al.，Nature?1975，第258卷，第598-599頁)。這種技術(shù)的改進版本使用含有融合聚組氨酸肽的重組蛋白質(zhì)。由于與單組氨酸殘基相比聚組氨酸肽對于固定化金屬離子具有高得多的親和力，因此能夠?qū)崿F(xiàn)的純化水平高得多(Hochuli等，Nat.Biotechnol.1988，第6卷，第1321-1325頁；Ljungquist等，Eur.J.Biochem.1989，第186卷，第563-569頁)。雖然該技術(shù)能夠被成功地應(yīng)用在用于純化和分離蛋白質(zhì)的色譜程序種，但是凝膠固定化酶不太適合在有機合成中用作多相催化劑。另外，IMAC技術(shù)主要局限于含水條件。