본 연구는 효소의 활성을 저해하는 주위 환경, 특히 열로부터 효소의 활성을 장기간 유지할 수 있는 효소 안정화 시스템에 대한 것으로, 이 시스템은 poly(${epsilon}-caprolactone$) (PCL) 마이크로 캡슐로, 파파인 효소를 모델 효소로 하여, poly(propylene glycol) (PPG) 층이 코어 효소층을 둘러싸고 있는 형태로 설계되어 있다. 공촛점 현미경 및 장기 열 안정도 결과를 분석해본 결과, 파파인 효소가 소수성 PPG로 둘러쌓여 있고, 배타적 볼륨 효과(exclusive volume effect)에 의해 안정화되어 있음을 밝힐 수 있었다. 이와 같이 향상된 효소의 열 안정도는 소수성 사슬이 긴 PPG를 사용할수록 증가됨을 알 수 있었으며, 이것은 효소와 PPG 계면 사이에서 PPG 층이 파파인 효소를 효과적인 형태 고정(conformational anchoring)을 통해 안정화한 것임을 알 수 있었다.
This article describes an enzyme stabilization method that allows the use of enzymes irrespective of environmental factors, especially heat, while maintaining their activity for a long time. We have designed enzyme microcapsules that consist of papain enzyme cores, poly(propylene glycol) interlayers, and poly(${epsilon}-caprolactone$) walls. By confocal laser scanning microscopy measurements and the thermal stability of papain-loaded microcapsules, it is demonstrated that the papain is surrounded by a hydrophobic polyol layer and stabilized by the exclusive volume effect. In our study, improved thermal stability can be obtained by using more hydrophobic long-chained polyols, which is understood to be attributed to the effective formation of a hydrophobic polyol layer between the papain and the polymer wall by means of conformational anchoring in the interface.
