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효소enzyme 효소의 응용
2013-08-22 16:06:38
이엠생명과학연구원

효소의 응용

 

◇ 정제의 목적
① 효소의 구조와 성질을 밝히는 것.
② 촉매활성이 높고, 순수한 효소.
◇ 효소의 상업화의 요건
① 효소의 공급체(미생물, 기타 동식물)입수가 쉽고 배양, 사육이 쉬워야한다.
② 재료에 목적하는 효소함량이 많이 들어 있어야 한다. 그리고 추출, 분리하기 쉬운 형태로 존재하는 것이어야 한다.
③ 정제방법이 쉬워야 한다.
④ 정제 전, 후에 안정해야 한다.
⑤ 비용이 적게 들어야 한다.
  효소의 안정성
- 분리, 농축, 보존과정 중에 활성유지
- 효소는 살아있는 물질이므로 상태를 유지시켜야 한다.
  A. 안정화 조건 ① 온도 : 0℃ 부근 (0℃∼5℃에서 조작)
- 보존은 -20℃이하에서 한다. (glycerol이 50% 들어가 있는 상태에서 -20℃로 온도를 내려도 얼지 않음. 동결건조해서 분말상태로 보관.

② pH
ⅰ) 대부분 중성 pH 6-8
- 안정 pH 와 최적 pH는 같지않음.(같은 경우도 있음)
ⅱ) 완충용액
- KH2PO4/K2HPO4
- NaH2PO4/Na2HPO4
- pH = pKa" = 7.21 ([H2PO4-] = [HPO42-])
예) orgranelle(세포 기관) 존재하는 식물효소: Tris-HCl에서 불안정하나 TES에서 안정
① TrisㆍHCl = N-tris(hydroxymetyl)amino methane = THAM (0.1M 용액의 pH = 10.4)

 

 

 

 


② TES = N-tri(hydroxymethyl)methyl amino 1-ethanesulfonic acid
③ HEPES: 4(2-hydroxyethyl)piperazine-1-ethanesulfonic acid (pKa' = 3, pKa" = 7.55, 20℃)
ⅲ) 염의 농도
- NaCl, KCl

  B. 안정화제   ① 환원제
- thiol(-SH)기 관련효소(산화방지제)
- 2-mercaptoethanol : HSCH2CH2OH
- DTT (dithithreitol) : HSCH2(CHOH)2CH2SH
- ascorbic acid (Vitamin C)
- glutathione : L - glu - L - Cys - gly * 환원제 역할(-SH)
※가수분해 효소 : 환원제 넣으면 안 된다.
- 공기산화에 민감한 효소 : 질소가스 속에서 정제

② polyol 류 (다가알코올류) : alcohol기가 많이 있는 것.
- Glycerol (10-50%)
- 설탕(sucrose, glucose-fructose)
- ethylene glycol: HOCH2CH2OH (10%)
- 포도당 (glucose)
- sorbitol(glucitol)

 

ㆍmannitol

③ 금속이온 및 chelate 시약 ◇ 금속이온 첨가
ㆍ Mg2+, Mn2+ : 식물 glutamate synthase를 안정화
ㆍ Ca2+ : amylase를 활성화 또는 안정화
◇ 금속 이온 제거
ㆍ EDTA: ethylenediaminetetraacetic acid
ㆍ EGTA: ethylene glycol bis(β-aminoethylether) NNN'N'tetraacetic acid
※ 보통 EDTAㆍ2Na를 이용
④ 기질 , 보조효소 , allosteric effector ⑤ 유기용매 : DMSO(dimethylsulfoxide) ⑥ protease 저해제
- 선택적 저해제
ㆍPMSF : phenylmethyl-sulfonylfluoride (serine protease 저해)
ㆍDFP : Diisopropylfluorophosphate (serine protease 저해)
⑦ 단백질
BSA (bovine serum albumin) : 소혈청 알부민, 식물 nitrate reductase, 돼지췌장 amylase, 토끼근육 aldolase dehydrogenase

C. 저분자 물질의 제거
- 분리전에 없앤다. 주로 식물에 이용.
ㆍ tannin : 감의 떨떠름한 맛 성분
ㆍ chlorogenic acid
ㆍ gel chromatography 로 제거 

 




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