경쟁적 저해를 갖는 고정화 β-galactosidase 반응기의 해석 (Analysis of an Immobilized ß-Galactosidase Reactor with Competitive Product Inhibition Kinetics)

서지정보

· 발행기관 : 한국생명과학회
· 수록지 정보 : 생명과학회지 / 23권 / 12호 / 1471 ~ 1476페이지
· 저자명 : 강병철

초록

Duolite A568 담체에 흡착으로 β-galactosidase를 고정화시켰다. 효소의 흡착되는 현상은 Freundlich 흡착 등온식을 잘 따랐다. 흡착에 관여된 파라미터인 k와 n은 각각 14.62와 1.744를 얻었다. 자유 효소와 고정화 효소의 속도식에 관여된 매개변수를 구하기 위해 초기 속도법을 실시하였다. Michaelis-Menten 상수(Km)는 고정화 효소가 120 mM이고 자유 효소가 79 mM 이었다. 재순환 충진층 반응기에서 갈락토스의 농도를 변화시키면서 경쟁적 저해식에 대한 영향을 조사하였다. 갈락토스에 의한 경쟁적 저해식에 대한 모델이 실험 결과와 잘 일치하였으며 Vm, Km 그리고 KI 값은 각각 46.3 mmolmin-1mg-1, 120 mM and 24.4 mM 이었다. 연속 충진층 반응기에서 락토스 용액의 유량을 증가시킬 때 서로 다른 락토스 농도에서 락토스의 전환율이 감소하였다. 장기 연속 조업을 통해 고정화 효소의 안정성을 평가하기 위해 11일 동안 연속적으로 반응기 운전을 실시하였다. 고정화 효소의 잔류하는 활성은 63%로 유지되었고 효소의 반감기는 15일로 밝혀졌다.

영어초록

The present study deals with the immobilization of Kluyveromyces lactis β-galactosidase on a weak ionic exchange resin (Duolite A568) as polymer support. β-Galactosidase was immobilized using the adsorption method. A kinetic study of the immobilized enzyme was performed in a packed-bed reactor. The adsorption of the enzyme followed a typical Freundlich adsorption isotherm. The adsorption parameters of k and n were 14.6 and 1.74, respectively. The initial rates method was used to characterize the kinetic parameters of the free and immobilized enzymes. The Michaelis-Menten constant (Km) for the immobilized enzyme (120 mM) was higher than it was for the free enzyme (79 mM). The effect of competitive inhibition kinetics was studied by changing the concentration of galactose in a recycling packed-bed reactor. The kinetic model with competitive inhibition by galactose was best fitted to the experimental results with Vm, Km, and KI values of 46.3 mmolmin-1mg-1, 120 mM, and 24.4 mM, respectively. In a continuous packed-bed reactor, increasing the flow rate of the lactose solution decreased the conversion efficiency of lactose at different input lactose concentrations. Continuous operation of 11 days was conducted to investigate the stability of a long-term operation. The retained activity of the immobilized enzymes was 63% and the half-life of the immobilized enzyme was found to be 15 days.

참고자료

· 없음