Immobilized enzymes have become the subject of considerable interest due to their excellent functional properties such as reusability, cost-effectiveness, and optimality during the past decades. Enzyme immobilization technology is not only used in industrial processes, but also a component technology of products for medical diagnostics, therapy, food industry, bio energy, and biomaterial detection. In this review, new methods for enzyme immobilization are introduced, and the advantages and disadvantages of a variety of techniques in enzyme immobilization will be also discussed.
To address inherent weaknesses such as low mechanical strength and limited enzyme loading capacity in conventional chitosan or alginate beads, an additional step involving the exchange of anionic surfactants with hydroxide ions was employed to prepare porous chitosan hydrogel capsules for enzyme immobilization. Consequently, excellent thermal stability and long-term storage stability were confirmed. Furthermore, coating the porous chitosan hydrogel capsules with polydopamine not only improved mechanical stability but also exhibited remarkable enzyme immobilization efficiency (97.6% for M1-D0.5). Additionally, it was demonstrated that the scope of application for chitosan hydrogel beads, prepared using conventional methods, could be further expanded by introducing an additional step of polydopamine coating. The enzyme immobilization matrix developed in this study can be selectively applied to suit specific purposes and is expected to be utilized as a support for the adsorption or covalent binding of various substances.
Thiol-ene polymerization is a versatile tool for several applications. Here we report the preparation of epoxide groups containing thiol-ene photocurable polymeric support and the covalent immobilization of ${\alpha}$-amylase onto these polymeric materials. The morphology of the polymeric support was characterized by scanning electron microscopy (SEM), and energy dispersive spectroscopy (EDS) coupled with SEM was used to explore the chemical composition. The polymeric support and the immobilization of the enzyme were characterized by FTIR analysis. SEM-EDS and FTIR results showed that the enzyme was successfully covalently attached to the polymeric support. The immobilization efficiency and enzyme activity of ${\alpha}$-amylase were examined at various pH (5.0-8.0) and temperature ($30-80^{\circ}C$) values. The storage stability and reusability of immobilized ${\alpha}$-amylase were investigated. The immobilization yield was $276{\pm}1.6$ mg per gram of polymeric support. Enzyme assays demonstrated that the immobilized enzyme exhibited better thermostability than the free one. The storage stability and reusability were improved by the immobilization on this enzyme support. Free enzyme lost its activity completely within 15 days. On the other hand, the immobilized enzyme retained 86.7% of its activity after 30 days. These results confirm that ${\alpha}$-amylase was successfully immobilized and gained a more stable character compared with the free one.
Enzymatic catalysis has been pursued extensively in a wide range of important chemical processes for their unparalleled selectivity and mild reaction conditions. However, enzymes are usually costly and easy to inactivate in their free forms. Immobilization is the key to optimizing the in-service performance of an enzyme in industrial processes, particularly in the field of non-aqueous phase catalysis. Since the immobilization process for enzymes will inevitably result in some loss of activity, improving the activity retention of the immobilized enzyme is critical. To some extent, the performance of an immobilized enzyme is mainly governed by the supports used for immobilization, thus it is important to fully understand the properties of supporting materials and immobilization processes. In recent years, there has been growing concern in using polymeric materials as supports for their good mechanical and easily adjustable properties. Furthermore, a great many work has been done in order to improve the activity retention and stabilities of immobilized enzymes. Some introduce a spacer arm onto the support surface to improve the enzyme mobility. The support surface is also modified towards biocompatibility to reduce non-biospecific interactions between the enzyme and support. Besides, natural materials can be used directly as supporting materials owning to their inert and biocompatible properties. This review is focused on recent advances in using polymeric materials as hosts for lipase immobilization by two different methods, surface attachment and encapsulation. Polymeric materials of different forms, such as particles, membranes and nanofibers, are discussed in detail. The prospective applications of immobilized enzymes, especially the enzyme-immobilized membrane bioreactors (EMBR) are also discussed.
This study was performed to develop the new type enzyme immobilization sheet from carboxymethylated refiner mechanical pulp (CRMP) substrate. Enzyme immobilization was attempted to couple carboxyl groups of CRMP with amino groups of the enzyme, trypsin, through the reaction of carbodiimide reagent, 1-ethyl-3-(3-dimethyl aminopropyl)-carbodimide (EDC ). Immobilization carrier, water insoluble CRMP fraction (CRMP-IS), was successfully reacted with the enzyme, formed peptide linkage like -CONH- at 1680$cm^{-1}$ / and new ester linkage like -COO$CH_3$, methylester at 1735$cm^{-1}$ /, and produced enzyme immobilized substrate (CRMP-IST). The enzyme immobilized handsheet was prepared by mixing the above chelated enzyme immobilized substrate(CRMP-IST) with kraft pulp by paper sheet machine like papermaking process. The sheet weight and strength were increased with increasing dosage of CRMP-IST, and decreased at more than 10% mixing of CRMP-IST, but higher than the controls. Concerning activities of immobilized trypsin(CRMP-IST) sheet by caseinolysis, the teared-off sheet with shaking was shown higher enzyme activities than sheet shape without shaking. In conclusion, this enzyme immobilized sheet would be expected easy handling for practical application and reutilization.
Immobilization of alkaline protease was investigated by absorbing the enzyme on adsorbents. Alkaline protease was adsorbed on silica gel selected as a carrier to immobilize the enzyme. In this study, properties of the immobilized enzyme were compared with those of the soluble enzyme. 1) The optimum pH (10.0) of the enzyme was not changed, but the activity was increased at alkaline pH by immobilization. 2) The optimum temperature of the immobilized enzyme was shifted from 50$^{\circ}C$ to 45$^{\circ}C$, while the temperature-activity Profile became broader than those of the soluble enzyme. 3) The pH stability of the immobilized enzyme was significantely increased at pH 4.0, althouth it did not change in the neutral and alkaline pH region. 4) The heat stability of the enzyme was enhanced in the temperature range of 55$^{\circ}C$∼65$^{\circ}C$ by the immobilization. 5) The immobilized enzyme retained 40% of its original activity after repetitive use for 6 times. 6) The enzyme stability was greately improved for a prolonged storage at 4$^{\circ}C$.
Raw-starch-digesting enzyme (RSDA) was immobilized on Amberlite beads by conjugation of glutaraldehyde/polyglutaraldehyde (PG)-activated beads or by crosslinking. The effect of immobilization on enzyme stability and catalytic efficiency was evaluated. Immobilization conditions greatly influenced the immobilization efficiency. Optimum pH values shifted from pH 5 to 6 for spontaneous crosslinking and sequential crosslinking, to pH 6-8 for RSDA covalently attached on polyglutaraldehyde-activated Amberlite beads, and to pH 7 for RSDA on glutaraldehyde-activated Amberlite. RSDA on glutaraldehyde-activated Amberlite beads had no loss of activity after 2 h storage at pH 9; enzyme on PG-activated beads lost 9%, whereas soluble enzyme lost 65% of its initial activity. Soluble enzyme lost 50% initial activity after 3 h incubation at $60^{\circ}C$, whereas glutaraldehyde-activated derivative lost only 7.7% initial activity. RSDA derivatives retained over 90% activity after 10 batch reuse at $40^{\circ}C$. The apparent $K_m$ of the enzyme reduced from 0.35 mg/ml to 0.32 mg/ml for RSDA on glutaraldehyde-activated RSDA but increased to 0.42 mg/ml for the PG-activated RSDA derivative. Covalent immobilization on glutaraldehyde Amberlite beads was most stable and promises to address the instability and contamination issues that impede the industrial use of RSDAs. Moreover, the cheap, porous, and non-toxic nature of Amberlite, ease of immobilization, and high yield make it more interesting for the immobilization of this enzyme.
Porcine pancrease lipase를 aldehyde-silica에 in situ 상태에서 immobilization 할때의 최적 조건에 대하여 연구하였다. Feed 용액의 조성비율, 양, pH, 온도, 농도, 유속에 대하여 최적화하였으며 lipase의 activity를 측정 비교하였다.
A new enzyme immobilization method based on hydrophobic interaction between supporting material and enzyme has been successfully developed. The efficacy of the new technique has been investigated by loading a horse radish peroxidase (HRP) enzyme on the surface of conducting polymer-silica composites and by measuring the enzyme activity and leaching property of HRP loaded within polymer-silica composites. The immobilized HRP enzyme showed activity profiles similar to that of free HRP in phosphate buffer (pH 6). Above all, HRP adsorbed on the polymer-silica composites has showed excellent stability over 10 days, compared to HRP adsorbed on the pristine silica. It is thought that with appropriate optimization works, the present method would be used as a cost-effective and facile route for the immobilization of biomolecules.
Because the cholesterol oxidase from Brevibacterium sp. M201008 was not as stable as the free enzyme form, it had been covalently immobilized onto chemically modified Sepharose particles via N-ethyl-N'-3-dimethylaminopropyl carbodiimide. The optimum immobilization conditions were determined, and the immobilized enzyme activity obtained was 12.01 U/g Sepharose-ethylenediamine. The immobilization of the enzyme was characterized by Fourier transform infrared spectroscopy. The immobilized enzyme exhibited the maximal activity at $35^{\circ}C$ and pH 7.5, which was unchanged compared with the free form. After being repeatedly used 20 times, the immobilized enzyme retained more than 40.43% of its original activity. The immobilized enzyme showed better operational stability, including wider thermal and pH ranges, and retained 62.87% activity after 20 days of storage at $4^{\circ}C$, which was longer than the free enzyme.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.