A Study on Coimmobilized Glucose Oxidase-Catalase System

Glucose Oxidase-Catalase동시 고정화 효소계의 반응

The reactor performance of a coimmobilized glucose oxidase and catalase enzyme system was investigated. In the determination of efficiencies of glucose oxidase and catalase of dual, mixed and soluble systems, the dual type immobilized one was superior to either the soluble or to the mixed system. In the continuous plugflow bed reactor system of glucose oxidase and catalase, $k-d$, deactivation rare constant of glucose oxidase only and catalase/glucose oxidase = 10 were $1.12\;{\times}\;10^{-2}\;and\;2.17\;{\times}10^{-3}\;hr^{-1}$, respectively. In the effect of ${\tau}$, space time, the point of $O_2$ limitation is $5.5\;g{\cdot}hr/l$ in both catalase/glucose oxidase = 1 and 10. In the effect of $O_2$ concentration to reduce the $O_2$ diffusion limitation, it appeared that ${\tau}\;=\;8.3g{\cdot}r/l$ is the maximum point of $O_2$ concentration in both catalase/glucose oxidase = 1 and 10.

Glucose oxidase-catalase동시 고정화 효소계에 관한 반응을 연구하였다. 두 가지 효소를 미생물 세포벽에 동시 고정과한 제품과, glucose oxidase만 고정화 시킨 것 그리고 두가지 효소를 따로 고정화시켜 혼합한 제품의 반응성을 각각 조사한 결과 동시 고정화 제품이 가장 우수하였다. 충진식 연속 반응조에서 불활성화 상수$(K_d)$는 glucose oxidase만의 고정화 효소경우 $1.12\;{\times}\;10^{-2}\;hr^{-1}$이었고, 동시 고정화 효소의 경우 catalase/glucose oxidase=10일때 $2.17{\times}10^{-3}\;hr^{-1}$이었다. 또한 체장시간$({\tau})$이 $5.55g{\cdot}hr/l\;O_2$ 일때 catalase/glucose oxidase 1 및 10 모두 반응율이 가장 좋았고 이보다 길어지면 외부 물질 전달의 영향으로 반응율이 오히려 떨어 졌다. $O_2$의 최대 허용치는 체장시간 $8.3g{\cdot}hr/l$일때 나타났다. 본 연구 결과로 부터 glucose oxidase와 catalase 동시고정화 효소에서 생산성을 높이기 위해서는 glucose oxidase의 불활성화와 이 효소의 효율이 동시에 고려되도록 두 효소의 비율을 정해야 하는 것을 알았다.