Preparation and Properties of Coimmobilized Glucose Oxidase-Catalase

Glucose Oxidase와 Catalase의 동시 고정화 제품과 성질

For the study of glucose oxidase(GOD) and catalase(CAT) coimmobilization system, the enzymes were obtained from Penicillium spp., PS-8, and the strain itself was used as an immobilizing matrix. To separate glucose oxidase and catalase after the ammonium sulfate fractionation of the culture broth, DEAF-cellulose column was used and its activity yield was 54 and 34%, respectively. Both enzymes were immobilized on the cell matrix, followed crosslinking with 2.5% glutaraldehyde for 12hr. In the determination of efficiencies of GOD and CAT of dual, mixed and soluble enzyme systems, the dual immobilized one w-as superior to those of the soluble or mixed ones. In the comparison of pH profiles, the dual and mixed types showed broader maximum pH ranges than the soluble type. Varying CAT/GOD ratio of the dual system, the higher the ratio showed the broader activity profile. In the comparison of apparent $K_m$ of GOD only and CAT/GOD=10, they were $7.1{\times}10^{-2}$ and $5.1{\times}10^{-2}M$. Their activation energies showed 3.98kcal/mole/deg for GOD only and 2.98kcal/mole/deg for CAT/GOD=10.

비교적 높은 역가의 glucose oxidase(GOD)와 catalase(CAT)를 세포의 효소로 생산하는 균주인 Penicillium spp., PS-8을 선별배지를 사용하여 액체 배양하였으며, 그 결과 배양액 1ml당 2.7units의 glucose oxidase와 2.0units의 catalase를 얻었다. Glucose oxidase와 catalase를 분리하기 위하여 $60{\sim}90%\;(NH_4)_2SO_4$ 분별침전을 행한후 DEAE-cellulose column을 사용하여 두 효소를 완전히 분리하였으며, 이들 효소의 회수율은 54%와 34%이었다. 분리된 glucose oxidase와 catalase는 PS-8 균주를 효소 고정 매개체로 하여 2.5% glutaraldehyde를 가교제로 12시간 동안 처리함으로써 효소를 고정시켰다. 이들 고정화 효소는 CAT/GOD 값이 서로 다르게 동시 고정, 고정후 혼합, glucose oxidase만의 고정 등의 형태로 만들었다. pH에 따른 효소의 활성변화에서는 동시고정 및 고정후 혼합 방법이 수용성 효소보다 안정화됨을 보여 주었으며, 동시 고정에서는 CAT/GOD값이 높을수록 보다 완만한 pH 활성곡선을 나타내었다. GOD와 CAT/GOD=10의 Km' 값은 각각 $7.1{\times}10^{-2}$ 및 $5.1{\times}10^{-2}M$이었으며, 이들의 활성화 에너지값은 각각 3.97 및 2.98 kcal/mole/deg이었다.