For the study of glucose oxidase and catalase coimmobilization system, enzymes were obtained from penicillium species and Strain itself was reused as immobilizing matrix. To separate glucose oxidase and catalase after $(NH_4)_2SO_4$ fractionation, DEAE-cellulose column was used and its activity yield were 54% and 34%, respectively. Both two enzymes were immobilized on matrix cell prepared with 2.5% (w/v) glutaraldehyde for 12hrs.
In the determination of efficiencies of glucose oxidase and catalase among dual, mixed and soluble systems, dual immobilizing system was superior to that of soluble and mixed type. And it was observed that an increase in the activity ratio of CAT/GOD, efficiency of catalase increases and leads to lowering the efficiency of glucose oxidase.
In comparison of pH profiles, dual and mixed types showed more broad maximum pH range than the soluble system and in varying CAT/GOD ratio of dual system, the higher the CAT/GOD ratio showed the more broad maximum activity profile.
In comparison of apparent Km of GOD only and CAT/GOD = 10, they were 7.1×$10^{-2}$ and 5.1×$10^{-2}$M. And with activation energy in temperature effect, glucose oxidase and catalase were 3.98 and 2.98 Kcal/mole. These difference comes from the diffusional limitation of $O_2$, one of the substrate of oxidase, between two types of enzymes.
In the continuous packed bed reactor system, Kd, deactivation rate constant, of GOD only and CAT/GOD = 10 were 0.0112 and 2.17×$10^{-3}(hr^{-1})$.
In the effect of 7, the space time, the point of $O_2$ limitation is 5.55 (g.hr/l) in both CAT/GOD = 1 ＆ 10. In the effect of $O_2$ concentration to reduce the $O_2$ diffusion limitation, it was shown that at low 7(＜5.55), $O_2$ concentration in the feed does not affect on the reaction rate, but, at high space time, more $O_2$ concentration in the feed leads to relatively high $O_2$ consumption in both CAT/GOD = 1 ＆ 10.
비교적 높은 역가의 Glucoxe oxidase 와 catalase 를 세포의 효소로 생산하는 균주인 PS-8 을 선별 배지를 사용하여 액체 배양 하였으며, 그 결과 배양액 1ml 당 2.7 unit 의 glucose oxidase 를 얻었다. 이들 배양액을 동결 건조후 $(NH_4)_2SO_4$, 60 - 90% 에서 분별 침전시킨 후에 DEAE-cellulose 를 사용하여 두 효소를 완전히 분리 하였다. 분리된 glucose oxidase 와 catalase 는 PS-8 균주를 효소 고정 매개체로 하여 2.5% (w/v) glutaraldehyde 를 가교제로 12 시간 동안 처리 함으로써 효소를 고정 시켰다. 이들 고정화 효소는 CAT/GOD 값이 서로 다르게 동시고정, 고정후 혼합, Glucose oxidase 만의 고정 등의 형태로 만들어졌다. 이들 여러 형태의 고정화 효소들 간에 특성을 비교하기 위해서 회분식 반응기와 충진식 반응기에서 일련의 실험을 행하였다.
회분식 반응기의 결과, 동시 고정 방법이 두 효소 고정법으로 가장 우수 하였으며 일반적으로 CAT/GOD 값이 높을수록 glucose oxidase 가 안정화 되는 경향을 나타내었다. 이는 glucose oxidase 의 기질중 하나인 $O_2$ 의 물질 전달계수에 의한 것으로 추측되어 진다.
충진식 연속 반응조 에서는 체장 시간이 5.5 g.hr/l 일때에, 가장 좋은 반응율을 나타내었다. 또한 체장시간이 5.5 g.hr/l 보다 길어지면 외부 물질 전달의 영향으로 반응율이 오히려 떨어졌다.
이상의 실험결과로 부터 glucose oxidase 와 catalase 동시 고정 효소에서 생산성을 높이기 위해서는 glucose oxidase 의 불활성화 와 glucose oxidase 의 효율이 동시에 고려되도록 CAT/GOD 값이 정해져야 한다는 것을 알수 있었다.
