ES2199933T3

Use of crosslinked crystals as a novel form of enzyme immobilization

Abstract

A METHOD IS PRESENTED TO IMMOBILIZE AN ENZYME AND, IN GENERAL, ALSO LINKING THE RESULTING CRYSTALS THROUGH THE USE OF A BIFUNCTIONAL REAGENT; THE ENZYME CRYSTALS LINKED, IMMOBILIZED (CLECS) MADE THROUGH THIS METHOD ARE PRESENTED; THE LIOFILIZATION OF CLECS MADE BY THIS METHOD; THE LIOFILIZED, LINKED, IMMOBILIZED CLECS AND A METHOD FOR MANUFACTURING A DESIRED PRODUCT THROUGH A REACTION CATALIZED BY A CLEC OR ADJUSTED BY THE CLECS.

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24 claims: 12 independent, 12 dependent

  1. 1
    ES 2 199 933 T3 ES 2 199 933 T3 CLAIMS REIVINDICACIONES 1. A method for preparing an enzyme crystal cross-linked with a multifunctional cross-linking agent, said cross-linked enzyme crystal having a resistance to proteolysis of Pronase® exogenous, in which said enzyme is selected from a group consisting of pyroxidal-phosphate enzymes, metalloenzymes, enzymes requiring CoA and sulfurases (PAPS), which comprises the crystallization of the enzyme followed by the crosslinking of the crystal lattice with a multifunctional reagent . 1. Un método para preparar un cristal de enzima reticulado con un agente de reticulación multifuncional, teniendo dicho cristal de enzima reticulado una resistencia a la proteolisis de Pronase® exógena, en el cual dicha enzima se selecciona de un grupo compuesto por enzimas piroxidal-fosfato, metaloenzimas, enzimas que requieren CoA y sulfurasas (PAPS), que comprende la cristalización de la enzima seguida de la reticulación de la red cristalina con un reactivo multifuncional.
  2. 2
    Un método para preparar un cristal de enzima relticulado con un agente de reticulación multifuncional, teniendo dicho cristal de enzima reticulado una resistencia a la proteolisis de Pronase® exógena, en el cual dicha enzima se selecciona de un grupo compuesto por termolisina, nitrilasa, aminociclasa e hidantoinasa, que comprende la cristalización de la enzima seguida por la reticulación de la red cristalina con un reactivo multifuncional. two. A method for preparing an enzyme crystal crosslinked with a multifunctional crosslinking agent, said crosslinked enzyme crystal having a resistance to proteolysis of Pronase® exogenous, in which said enzyme is selected from a group consisting of thermolysin, nitrilase, aminocyclase and hydantoinase, comprising crystallization of the enzyme followed by crosslinking of the crystal lattice with a multifunctional reagent.
  3. 4
    Un método para preparar un cristal de enzima reticulado con un agente de reticulación multifuncional, teniendo dicho cristal de enzima reticulado una resistencia a la proteolisis de Pronase® exógena, en el cual dicha enzima se selecciona de un grupo que se compone de elastasa, aminopeptidasa, asparaginasa, glutaminasa, arginasa, ureasa, fosfatasa alcalina, lipasa, preferentemente fosfolipasa,e-lactamasa, ACL hidrolasa, L-ACT hidrolasa, arisulfatasa, glicosidasa, preferentemente ^-galactosidasa y β- fructosidasa, penicilina acilasa, amidasa, preferentemente penicilina amidasa, aminoácido esterasa, 5'-fosfodiesterasa, nucleasa y creatina deiminasa, que comprende la cristalización de la enzima seguida por la reticulación de la red cristalina con un reactivo multifuncional. Four. A method for preparing an enzyme crystal cross-linked with a multifunctional cross-linking agent, said cross-linked enzyme crystal having a resistance to proteolysis of Pronase® exogenous, in which said enzyme is selected from a group consisting of elastase, aminopeptidase, asparaginase, glutaminase, arginase, urease, alkaline phosphatase, lipase, preferably phospholipase, e-lactamase, ACL hydrolase, L-ACT hydrolase, arisulfatase, glycosidase, preferably ^ -galactosidase and β-fructosidase, penicillin acylase, amidase, preferably penicillin amidase, amino acid esterase, 5'-phosphodiesterase, nuclease and creatine deiminase, comprising crystallization of the enzyme followed by crosslinking of the crystal lattice with a multifunctional reagent.
  4. 8
    A method for preparing an enzyme crystal cross-linked with a multifunctional cross-linking agent, said cross-linked enzyme crystal having a resistance to proteolysis of Pronase® exogenous, in which said enzyme is selected from a group consisting of amino acid dehydrogenase, formate dehydrogenase, lactate dehydrogenase, glutamate dehydrogenase, hydroxysteroid dehydrogenase, glutamate dehydrogenase, hydroxysteroid dehydrogenase, glucose-6-pyruvate dehydrogenase, glucose-6-pyruvate dehydrogenase, succinate dehydrogenase catalase, superoxide dismutase, peroxidase, luciferase, tyrosinase, flavoenzyme, nitrate / nitrile-reductase, oxide-reductase (NAD / P), oxidase and lyase, which comprises crystallization of the enzyme followed by crosslinking of the crystal lattice with a multifunctional reagent. 8. Un método para preparar un cristal de enzima reticulado con un agente de reticulación multifuncional, teniendo dicho cristal de enzima reticulado una resistencia a la proteolisis de Pronase® exógena, en el cual dicha enzima se selecciona de un grupo que se compone de aminoácido deshidrogenasa, formato deshidrogenasa, lactato deshidrogenasa, glutamato deshidrogenasa, hidroxiesteroide deshidrogenasa, glutamato deshidrogenasa, hidroxiesteroide deshidrogenasa, glucosa-6-piruvato deshidrogenasa, succinato deshidrogenasa, glucosa deshidrogenasa, catalasa, superóxido dismutasa, peroxidasa, luciferasa, tirosinasa, flavoenzima, nitrato/nitrilo-reductasa, oxido-reductasa (NAD/P), oxidasa y liasa, que comprende la cristalización de la enzima seguida por la reticulación de la red cristalina con un reactivo multifuncional.
  5. 10
    A method for preparing an enzyme crystal cross-linked with a multifunctional cross-linking agent, said cross-linked enzyme crystal having a resistance to proteolysis of Pronase® exogenous, in which said enzyme is selected from a group consisting of kinase (ATP), preferably creatine kinase, transaminase, glycosyl transferase and methyl transferase (SAM), which comprises crystallization of the enzyme followed by crosslinking of the network crystalline with a multifunctional reagent. 10. Un método para preparar un cristal de enzima reticulado con un agente de reticulación multifuncional, teniendo dicho cristal de enzima reticulado una resistencia a la proteolisis de Pronase® exógena, en el cual dicha enzima se selecciona de un grupo que se compone de quinasa (ATP), preferentemente creatina quinasa, transaminasa, glicosil transferasa y metil transferasa (SAM), que comprende la cristalización de la enzima seguida por la reticulación de la red cristalina con un reactivo multifuncional.
  6. 11
    Un método para preparar un cristal de enzima reticulado con un agente de reticulación multifuncional, teniendo dicho cristal de enzima reticulado una resistencia a la proteolisis de Pronase® exógena, en el cual dicha enzima se selecciona de un grupo que se compone de L-triptófano sintetasa y estrictosidina sintetasa, que comprende la cristalización de la enzima seguida por la reticulación de la red cristalina con un reactivo multifuncional. eleven. A method for preparing an enzyme crystal cross-linked with a multifunctional cross-linking agent, said cross-linked enzyme crystal having a resistance to proteolysis of Pronase® exogenous, in which said enzyme is selected from a group consisting of L-tryptophan synthetase and strictosidine synthetase, comprising crystallization of the enzyme followed by crosslinking of the crystal lattice with a multifunctional reagent.
  7. 12
    A method of preparing an enzyme crystal cross-linked with a multifunctional cross-linking agent, said cross-linked enzyme crystal having resistance to Pronase proteolysis® exogenous, in which said enzyme is esterase, comprising crystallization of the enzyme followed by crosslinking of the crystal lattice with a multifunctional reagent. 12. Un método para preparar un cristal de enzima reticulado con un agente de reticulación multifuncional, teniendo dicho cristal de enzima reticulado resistencia a la proteolisis de Pronase® exógena, en el cual dicha enzima es esterasa, que comprende la cristalización de la enzima seguida por la reticulación de la red cristalina con un reactivo multifuncional.
  8. 14
    The method according to any one of claims 2, 4 or 12, said cross-linked enzyme crystal retains at least 91% of its initial activity after incubation for three hours in the presence of a concentration of Pronase® which causes the soluble non-crosslinked form of the enzyme to crystallize to form said enzyme crystal which is crosslinked to retain at most 6% of its initial activity under the same conditions, in which said enzyme is selected from a group that is composed of esterase, elastase and thermolysin. 14. El método según una cualquiera de las reivindicaciones 2, 4 ó 12, dicho cristal de enzima reticulado retiene por lo menos 91% de su actividad inicial después de la incubación durante tres horas en presencia de una concentración de Pronase® que causa la forma no reticulada soluble de la enzima que se cristaliza para formar dicho cristal de enzima que se reticula para retener como máximo el 6% de su actividad inicial bajo las mismas condiciones, en el cual dicha enzima se selecciona de un grupo que se compone de esterasa, elastasa y termolisina. ES 2 199 933 T3 ES 2 199 933 T3
  9. 17
    A biosensor for detecting an analyte of interest in a fluid, comprising:17. Un biosensor para detectar un analito de interés en un fluido, que comprende: a) a cross-linked enzyme crystal according to any one of claims 1 to 15, in which the enzyme present acts on the analyte of interest or on a reactant in a reaction in which the analyte of interest participates;Y a) un cristal de enzima reticulado según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a15, en el cual laenzima presente actúa sobre el analito de interés o sobre un reaccionante en una reacción en la cual participa el analito de interés;y b) medios de retención para dicho cristal de enzima reticulado, consistiendo los medios de retención en un material que permite el contacto entre dicho cristal de enzima reticulado y un fluido, conteniendo dicho fluido (1) el analito sobre el cual actúa la enzima o bien (2) un reaccionante en una reacción en la cual participa el analito. b) retention means for said cross-linked enzyme crystal, the retention means consisting of a material that allows contact between said cross-linked enzyme crystal and a fluid, said fluid (1) containing the analyte on which the enzyme acts or (2) a reactant in a reaction in which the analyte participates.
  10. 19
    The use of a biosensor according to claims 17 or 18 to detect an analyte of interest in a fluid, in which said analyte of interest is selected from the group consisting of glucose, creatinine, urea, lactate, glucose-6-phosphate, sucrose, ATP, ethanol, acetic acid, formic acid, cholesterol, uric acid, methotrexate, carbon dioxide, amino acids, phosphates, penicillins, nitrates, nitrites, sulfates, and succinate. 19. El uso de un biosensor según las reivindicaciones 17 ó 18 para detectar un analito de interés en un fluido, en el cual dicho analito de interés se selecciona del grupo que se compone de glucosa, creatinina, urea, lactato, glucosa-6fosfato, sacarosa, ATP, etanol, ácido acétido, ácido fórmico, colesterol, ácido úrico, metotrexato, dióxido de carbono, aminoácidos, fosfatos, penicilinas, nitratos, nitritos, sulfatos y succinato.
  11. 21
    Un dispositivo extracorpóreo para uso en alterar un componente de un fluido, que comprende:twenty-one. An extracorporeal device for use in altering a component of a fluid, comprising: a) a cross-linked enzyme crystal according to any one of claims 1 to 15, in which the enzyme present acts on the component or on a reactant in a reaction in which the component participates;Y a) un cristal de enzima reticulado según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a15, en el cual laenzima presente actúa sobre el componente o sobre un reaccionante en una reacción en la cual participa el componente;y b) medios de retención para dicho cristal de enzima reticulado, consistiendo dichos medios de retención en un material que permite el contacto entre dicho cristal de enzima reticulado y un fluido, conteniendo dicho fluido (1) el componente sobre el cual actúa la enzima o bien (2) el producto de una reacción en la cual participa el componente. b) retention means for said crosslinked enzyme crystal, said retention means consisting of a material that allows contact between said crosslinked enzyme crystal and a fluid, said fluid (1) containing the component on which the enzyme acts or (2) the product of a reaction in which the component participates.
  12. 24
    A method of producing aspartame, comprising the steps of:24. Un método para producir aspartamo, que comprende las etapas de: a) combinar dos péptidos y un cristal de termolisina reticulado según la reivindicación 2;teniendo el primerpéptido la formula Z-L-Asp y teniendo el segundo péptido la fórmula L-Phe-OMe, bajo condiciones apropiadas para la condensación de los dos péptidos mediante la acción de dicho cristal de termolisina reticulado, con lo cual se produce un dipéptido parcialmente protegido de la fórmula Z-L-Asp-L-Phe-OMe, en la cual Z representa un grupo benciloxicarbonilo y a) combining two peptides and a cross-linked thermolysin crystal according to claim 2;the first peptide having the formula ZL-Asp and the second peptide having the formula L-Phe-OMe, under appropriate conditions for the condensation of the two peptides through the action of said cross-linked thermolysin crystal, thereby producing a partially protected dipeptide of the formula ZL-Asp-L-Phe-OMe, in which Z represents a benzyloxycarbonyl group and b) separar dicho grupo benciloxicarbonilo de dicho dipéptido, produciendo con ello aspartamo. b) separating said benzyloxycarbonyl group from said dipeptide, thereby producing aspartame. INFORMATION NOTE: In accordance with the reservation of art. 167.2 of the European Patent Convention (CPE) and the Transitory Provision of RD 2424/1986, of October 10, relative to the application of the European Patent Convention, the European patents that designate Spain and requested before 10-07-1992 , will not produce any effect in Spain insofar as they confer protection to chemical and pharmaceutical products as such. NOTA INFORMATIVA: Conforme a la reserva del art. 167.2 del Convenio de Patentes Europeas (CPE) y a la Disposición Transitoria del RD 2424/1986, de 10 de octubre, relativo a la aplicación del Convenio de Patente Europea, las patentes europeas que designen a España y solicitadas antes del 7-10-1992, no producirán ningún efecto en Españaen la medida en que confieran protección a productos químicos y farmacéuticos como tales. Esta información no prejuzga que la patente esté o no incluida en la mencionada reserva. This information does not prejudge whether or not the patent is included in the aforementioned reservation.