CS237101B1 - Sposob přípravy vodorozpustných chromolytických polysacharidových enzýmových substrátov - Google Patents

Sposob přípravy vodorozpustných chromolytických polysacharidových enzýmových substrátov Download PDF

Info

Publication number
CS237101B1
CS237101B1 CS647483A CS647483A CS237101B1 CS 237101 B1 CS237101 B1 CS 237101B1 CS 647483 A CS647483 A CS 647483A CS 647483 A CS647483 A CS 647483A CS 237101 B1 CS237101 B1 CS 237101B1
Authority
CS
Czechoslovakia
Prior art keywords
polysaccharide
soluble
chromolytic
water
enzyme
Prior art date
Application number
CS647483A
Other languages
English (en)
Slovak (sk)
Inventor
Ludovit Kuniak
Jiri Zemek
Original Assignee
Ludovit Kuniak
Jiri Zemek
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ludovit Kuniak, Jiri Zemek filed Critical Ludovit Kuniak
Priority to CS647483A priority Critical patent/CS237101B1/cs
Publication of CS237101B1 publication Critical patent/CS237101B1/cs

Links

Landscapes

  • Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)

Description

237101 4
Vynález sa týká sposobu přípravy vodo-rozpustných chromolytických polysachari-dových enzýmových substrátov, vhodnýchpre stanovenie příslušných polysacharid--hydrolázových enzýmových aktivit. K velmi efektívnym a preto najviac v po-sledných rokoch rozšířeným spósobom sta-novenia polysacharid-hydrolázových enzý-mových aktivit je sposob fotokolorimetric-ký. Spočívá na tom, že sa enzým nechá re-agovat s nerozpustným polysacharidovýmgélom, na ktorom je kovalentne viazanévhodné farbivo. Počas hydrolýzy účinkempřítomných příslušných polysacharid-hydro-láz prechádza farebný polysacharid postup-né do roztoku, pričom intenzita zafarbeniaroztoku je úměrná aktivitě enzýmu.
Pochopitelné toto platí iba za předpokla-du, že polysacharidový ohromolytický gélje dokonale přístupný molekule enzýmu aže kovalentne viazané farbivo na polysa-charide nemá inhibičný účinok na samotnúenzýmovú reakciu [J. Kennedy: Advancesin carbohydrate chemistry and biochemis-try, 29, (1974) str. 350 až 357],
Reakcia viazania farbiva na polysachari-de musí byť vedená tak, aby distribúcia mo-lekul farbiva bola homogenná na makromo-lekule polysacharidu, čo možno dosiahnuťsprávnou volbou reakčných podmienok privyfarbovaní polysacharidu.
Známe sú postupy, keď reakcia viazaniafarbiva najmá na rozpustný polysacharid sarobí v roztoku a po vyfarbení sa rozpustnýpolysacharid prevedie sieťovaním do neroz-pustné) formy, resp. v nlektorých prípadochsa móže použit aj v rozpustnej formě. V ta-kom případe sa polysacharid oddělí z re-akčného roztoku dialýzou a vyzrážaním sorganickým rozpúšťadlom [MSkinen K. K.,Paunio I. K.: Anal. Biochem. 39, 202, (1971)].Uvádzaný sposob sa použil pri vyfarbovaní„Blue Dextran 2000“, používaný ako fareb-ný standard pre testovanie gélov pri gélo-vej permeačnej chromatografii.
Pre diagnostické účely je známy sposobstanovenia aktivity alfa amylázy v biologic-kých tekutinách pomocou farbeného roz-pustného amylopektínu pod názvom DY-AMYL [Babson S. R., Babson A. L.: ClinicaChimíca Acta 44, 193 (1973)]. Ako farbivosa v tomto chromolytickom substráte pou-žívá farbivo Reacton Rot 2M-Geigy, s maxi-mom absorbancie 546 nm.
Vo váčšine prípadov pre stanovenie enzý-mových aktivit sa doposial používali ne-rozpustné chromolyticlké substráty, sletova-né róznymi sietovacími reagentami a rózne-ho stupňa napúčania vo vodě.
Určitou obecnou nevýhodou takýchto sub-strátov bolo, že pre jednotlivé analýzy bolopotřebné použit značný prebytok substrátu,ktorý sa pohyboval v medziach 50 až 150miligramov na jedno stanovenie. Pochopi-telné, že ak sa použije substrát rozpustnýje možné stanovit enzýmovú aktivitu pří-slušného' enzýmu i s použitím 5 mg rozpust- ného chromolytického substrátu, t. j. smnožstvem substrátu minimálně lOkrát niž-ším. Táto skutečnost je obzvlášť důležitá pristanovení takých enzýmov, ktorých sub-stráty sú poměrně tažko dostupné, cenovonáročné alebo v prípadoch, kde v rutinnejdiagnostickej praxi je potřebné prevádzaťdenne poměrně vysoký počet analýz enzý-movej alktivity.
Pri rozpustných polysacharidoch akýmisú napr. glykogén, α-manan, pululan, pek-tová kyselina a iné, obyčajne nebývá pro-blémom připravit vodorozpustný chromoly-tický substrát, nakolko správnou volboustupňa substitúcie farbiva sa rozpustnost izafarbeného polysacharidu zachová.
Zložitejšie to bývá ako ukázali naše výs-kumné práce u nerozpustných polysachari-dov ako sú celulóza, škrob, lichenan, chi-tín, xylan, /3-manan a iné. Ani opakovanousubstitúciou aplikovaného farbiva sa nepo-daří obyčajne získat chromolytický, dobrérozpustný polysacharid. Naviac pri vyššomstupni prefarbenia polysacharidu možnotalkmer pravidelné pozorovat značný inhi-bičný účinok viazaného farbiva na enzýmo-vú hydrolýzu, ČO' by podstatnou mierou zni-žovalo citlivost enzýmovej reakcie.
Uvedené nedostatky přípravy rozpustnýchchromolytických polysaoharidových substrá-tov vhodných na stanovenie polysacharid--hydrolázových aktivit rieši nová přihláškavynálezu na základe ktorej je možné z ne-rozpustného polysacharidu připravit roz-pustný enzýmový substrát, ktorý splňa všet-ky podmienky pre meranie príslušnej enzý-movej aktivity.
Podstata vynálezu spočívá v tom, že vprvom stupni sa nerozpustný polysacharidalkyluje v alkalickom prostředí s etylénoxi-dom a/alebo kyselinou monochlóroctovou,a/alebo propylénoxidom, a/alebo alkylhalo-genidom s počtom uhlíkov 1 až 2 a/alebo β--ohloretylsulfonátom sodným na taký stu-peň substitúcie, pri ktorom je už polysacha-rid vo vodě rozpustný, mačo sa v druhomstupni na alkyl-polysacharid naviaže rema-zolové farbivo Remazol briliant blue R(dvojsodná sol kyseliny 8-amino-5[3-(sulfo-etylsulf onyl) anilino ] 6-antrachinonsulf ono-vej) v množstve 3 až 10 % hmotnostných nahmotnost polysacharidu pri teplote 15 až25 °C a koncentrácii hydroxidu sodného 0,7až 1,0 °/o hmotnostných po dobu 30 až 90 mi-nút, a v treťom stupni sa alkylovaný chro-molytický polysacharid vyzráža z roztokualkoholom okyseleným kyselinou octovouna neutralizáciu volných alkálií v reakčnejzmesi a nakoniec sa vyfarbený polysacharidzbaví fyzikálně viazaného' farbiva premýva-ním, alebo extrakciou s metanolom. iPokial sa týká výšky stupňa substitúcie,ktorý podmieňuje dobrú rozpustnost poly-sacharidu vo vodě, tá závisí od typu poly-sacharidu a od alkylačného reagentu. Taknapr. karboxymetylcelulóza sa stává roz- 237101 pustnou ivo vodě při stupni substitúcie 0,4,zatiaí škrob je rozpustný už pri stupni sub-stitúcie 0,2. Pri alkylácii polysacharidov setylénoxidom na dosiahnutie rozpustnostivo vodě je potřebné substituovat polysacha-ridy len na stupeň substitúcie 0,2 až 0,3, apri alkylácii /3-chloretylsulfonátom sodnýmlen na 0.1 až 0,2.
Alkylácia sa prevádza v přítomnosti hyd-roxidu sodného o koncentrácii 20 až 40 %hmot. pri teplotách 50 až 60 °C po dobu 2až 4 hodin. Po potrebnej alkylácii sa reakč-ná zmes zriedi vodou tak, aby Ikoncentráciahydroxidu sodného dosahovala hodnotu 0,8až 1,0 % hmot., pri ktorej koncentrácii sapřidává po častiach farbivo tak, aby dávko-vanie farbiva sa ukončilo v priebehu 20 mi-nut a po přidaní celkového množstva farbi-va sa nechá reakčná zmes reagovat ešte 60minut pri teplote 15 až 20 °C. Potom sa vy-farbený polysacharid vyzráža s okyselenýmalkoholom. Množstvo kyseliny sa volí tak,aby postačila len na neutralizáciu volnéhohydroxidu sodného. Vyzrážaný chromolytic-ký polysacharid sa potom vypiera, alebo ex-trahuje najlepšie metanolom, připadne zme-sou metanol-aceton až do kvantitativnéhoodstránenia fyzikálně viazaného farbiva napolysacharid. U polysacharidov, ktoré sú už rozpustnéi bez alikylácie možno farbivo viazať priamov alkalickom prostředí. Třeba však volit ta-ké množstvo farbiva, ktoré ešte neznižujerozpustnost hotového produktu, čo je asi3 až 10'% hmot. na hmotnost suchého poly-sacharidu. Výhodou navrhovaného sposobu je predo-všetkým skutečnost, že umožňuje aj z ne-rozpustných polysacharidov predchádzajú-cou alkyláciou s nasledovným kovalentnýmviazaním farbiva na polysaoharid připravitvodorozpustné chromolytické substráty spí-ňajúce všetky kritériá enzýmových substrá-tov vhodných na meranie příslušných enzý-mových aktivit. Ďalšie výhody sú v tom, žepřipravené substráty sú pre enzýmové re-akcie citlivejšie ako substráty nerozpustnéa preto na analýzu je potřebné lOkrát me-nej substrátu pri rovnalkej citlivosti stano-venia. Podstatnou výhodou je možnost sta-novenia aktivity v podstatné menšom obje-me vzorky, ako v případe nerozpustných Sle-tovaných substrátov.
Dalšie výhody a přesnější popis novéhosposobu sú evidentně v nasledovných prí-kladoch, ktoré nie sú vyčerpávajúce, ale lenilustrativně. Příklad 1 17 g práškovej celulózy o polymeračnomstupni 650 sa suspenduje v 600 ml isopro-panolu, do ktorého sa predom emulgovalo20 .ml roztoku hydroxidu sodného o koncen-trácii 25 % hmot. Reakčná zmes sa miešapri laboratórnej teplote 1 hodinu, načo sa přidá 8 g chloroctanu sodného a reakčnáteplota sa za stálého miešania zvyšuje po-stupné počas 1 hodiny na 60 °C, pri ktorejsa nechá reagovat 3 hodiny. Nerozpustnákarboxymetylcelulóza sa na filtri odsaje apremyje alkoholom. Dobré odsátá karboxy-metylcelulóza sa zaleje v ikadičke 300 až 400mililitrov destilovanej vody, v ktorej sa ce-lulóza rozpustí a po rozpuštění sa přidávápo častiach, celkom 1,3 g farbiva Remazolbriliant blue R a nechá sa za miešania rea-govat celkove 1 hodinu za postupného pri-dávania octanu sodného celkove 8 g. Po u-končení reakcie sa roztok pomaly nalievado 4 litrov alkoholu (za intenzívneho mie-šania) okyseleného takým množstvom kyse-liny octovej, aby právě stačilo na neutrali-záciu volného hydroxidu sodného v reakč-nom roztoku chromolytickej karboxymetyl-celulózy. Vyzrážaný produkt sa odfiltruje apremýva na filtri metanolom, resp. extrahu-je metanolom v Soxlethovom extrafktore.
Hotový chromolytický produkt, vodoroz-pustná hydroxyetylcelulóza obsahuje 5 %viazaného farbiva a stupeň substitúcie smonochlóroctovou kyselinou 0,42. Příklad 2
Postup ako v příklade 1 len namiesto ce-lulózy ako polysacharid použijeme chitín. Výsledný produkt chromolytický karboxy-metylchitín má 5,5 % viazaného farbiva astupeň substitúcie s kyselinou monochlor-octovou 0,48. Příklad 3
Postup ako v příklade 1 s tým rozdielom,že ako polysacharid použijeme lichenan amnožstvo farbiva 1,7 g. Výsledný produkt chromolytický karboxy-metyllichenan má 6,2 % viazaného farbivaa stupeň substitúcie kyselinou monochlor-octovou 0,44. Příklad 4
Postup ako v příklade 1 s tým rozdielom,že ako polysacharid sa použije xylán. Výsledný produkt chromolytický karboxy-metylxylan obsahuje 4 % hmot. viazanéhofarbiva a stupeň substitúcie monochlorocto-vou kyselinou 0,38. Příklad 5
Postup podlá příkladu 1 s tým rozdielom,že ako polysacharid sa použije zemiakovýškrob a množstvo chloroctanu sodného len4,5 g a množstvo farbiva 1,7 g. Výsledný produkt chromolytický karboxy- metylškrob obsahuje 7 % hmot. viazaného farbiva a stupeň substitúcie s kyselinou monochloroctovou 0,25. 237101 Příklad 6
Postup pódia příkladu 1 s tým rozdielom,že ako alkylačné reagens sa použije 2,5 getylénoxidu a reakcia sa vedie pri 40 až50 °C po dobu 2 hodin.
Vzniknutý derivát hydroxyetylcelulózy saďalej modifikuje naviazaním farbiva podlápříkladu 1.
Hotový produkt, chromolytický vodoroz-pustný derivát hydroxyetylcelulózy, so stup-ňom substitúcie 0,3 vzhladom na hydroxy-etyl a obsahom viazaného farbiva 4,3 % jevhodný ako rozpustný substrát pre stanove-nie celulózovej aktivity. Příklad 7
Postup podl'a příkladu 6 s tým rozdielom,že ako polysacharid sa použije ,/3-manan.
Rozpustný chromolytický substrát má po-dobné vlastnosti z hlediska stupňa sabsti-túcie a množstva viazaného farbiva ako vpříklade 6 a je vhodný na meranie mansná-zovej aktivity. Příklade
Postup podlá příkladu 6 s tým rozdielom,že ako polysacharid sa použije lichenan. Výsledný produkt hydroxyetyllichenan skovalentne viazaným farbivom je vhodnýmrozpustným substrátem na stanovenie liche-názovej aktivity. Příklad 9
Postup podlá příkladu 6 s tým rozdielom,že ako polysacharid sa použije zemiakovýalebo kukuřičný škrob. Výsledný produkt chromolytický hydro-xyetylškrob je vhodným rozpustným sub-strátom na stanovenie aktivity alfa amylá-zy. Příklad 10 17 g sodnej soli kyseliny pektovej sa sus-penduje v 200 ml izopropanolu a za stálé-ho miešania sa přidá 5 ml hydroxidu sod-ného o koncentrácii 5 % hmot. Po 30 minu-tách sa přidá 0,8 g farbiva Remazol briliantblue R a mieša sa 1 hodinu pri teplote 15až 20 *C. Výsledný produkt, vodorozpustný chro-molytický pektát sodný je dobrý substrátna stanovenie endopolygalakturonázovej ak-tivity. Příklad 11
Postup ako v příklade 10 s tým rozdie-lom, že ako polysacharid sa použije a-ma-nan. Výsledný produkt, chromolytický vodo- rozpustný «-manan je vhodný enzýmový 8 substrát na stanovenie «-mananázovej akti-vity. Příklad 12 20 g metylcelulózy s obsahom metoxylu28 % hmot. sa suspenduje v 100 ml etanolua za miešania sa přidá 5 ml vodného roz-toku hydroxidu sodného o koncentrácii 2 %hmot. a reakčná zmes sa nechá miešať 30minut pri izbovej teplote, potom sa přidá počastiach 1,0 g farbiva Remazol briliant blueR a nechá sa reagovat za miešenia pri tep-lote 15 až 20 °C 1 hodinu. Po 1 hodině sapřítomné alkálle neutralizujú s kyselinouoctovou a nezreagované farbivo sa vymýváalebo extrahuje ako v příklade 1. Výslednýprodukt, vodorozpustná chromolytická me-tylcelulóza je velmi dobrým substrátom premeranie celulázovej enzýmovej aktivity. Příklad 13 17 g zemiakového škrobu sa suspendujedo 100 ml izopropanolu v iktorom sa pre-dom rozpustilo 8 ml vodného roztoku hyd-roxidu sodného o koncentrácii 40 % hmot-nostných. Po zhomogenizovaní reakčnejzmesi sa přidá 3,5 g /3-chloretylsulfonátusodného a reakčná zmes sa vyhřeje na 55 °C,pri ktorej teplota sa nechá reagovat 90 rni-nút. Potom sa reakčná zmes ochladí na 20stupňov Celsia a přidá sa 1,7 g farbiva Re-mazol briliant blue R a nechá sa za mieša-nia reagovat 1 hodinu. Potom sa chromo-génny vodorozpustný sulfoetylškrob odfil-truje a premýva, alebo extrahuje metano-lom od nezreagovaného farbiva.
Hotový substrát je velmi dobrý na sta-novenie alfa amylázovej enzýmovej aktivi-ty. P r í k 1 a d 14
Postup podlá příkladu 1 s tým rozdielom,že ako alkylačné reagens sa použije 3,0 gpropylénoxidu a reakčná zmes sa nechá re-agovat pri teplote 55 °C po dobu 2 hodin.
Vzniknutý derivát hydroxypropylcelulózysa ďalej modifikuje naviazaním farbiva po-dlá příkladu 1.
Hotový produkt, chromolytický vodoroz-pustný derivát hydroxypropylcelulózy, sostuipňom substitúcie 0,35 a obsahom viaza-ného farbiva 5,2 % hmotnostných je vhod-ný ako rozpustný substrát pre stanoveniecelulózovej aktivity. Příklad 15 20 g vodorozpustnej etylcelulózy so stup-ňom substitúcie 0,58 sa suspenduje v 100 mlmetanolu, v ktorom sa predom rozpustilo5 ml vodného roztoku hydroxidu sodného okoncentrácii 2·% hmotnostných.
Reakčná zmes sa nechá miešať 30 minút

Claims (1)

  1. 237101 při laboratorně] teplote, potom sa přidá počastiach 1,0 g farbiva Remazol briliant blueR a nechá sa reagovat za miešania pri tep-lotě 15 až 20 °C po dobu 1 hodiny. Po 1 ho-dině sa přítomné alkálie neutralizujú s kyse-linou octovou a nezreagované farbiivo sa vy-mývá, alebo extrahuje ako v příklade 1. Výsledný produkt, vodorozpustná chro-molytická etylcelulóza je velmi dobrých 10 substrátom pře meranie celulózovej enzý-movej aktivity. Vynález má široké využitie všade, kde jepotřebné stanovit enzýmové polysacharid--hydrolázové aktivity, či už v medzioperač-nej kontrole pri výrobě jednotlivých enzý-mov, alebo pri diagnostickom stanovení en-zýmových aktivit v biologických tekutinách. P R E D Μ E T Spósob přípravy vodorozpustných chro-molytických polysacharidových enzymovýchsubstrátov vyznačený tým, že v prvom stup-ni sa nerozpustný polysacharid alkyluje valkalickom prostředí s etylénoxidom a/ale-bo kyselinou monochlóroctovou, a/alebopropylénoxidom, a/alebo alkylhalogenidoms počtom uhlíkov 1 až 2, a/alebo ,/5-chlór-etylsulfonátom sodným na taký stupeň sub-stitúcie, pri ktorom je už polysacharid vovodě rozpustný, načo sa v druhom stupnina alkyl-polysacharid naviaže remazolovéfarbivo Remazol briliant blue R (dvojsodná VYNALEZU sol' kyselina 8-amino-5-[3-(sulfoetylsulfo-nyljanilino] 6-antrachinonsulfonovej) vmnožstve 3 až 10 % hmotnostných na hmot-nost polysacharidu pri teplote 15 až 25 °Ca koncentrácie hydroxidu sodného 0,7 až1,0 % hmotnostných po dobu 30 až 90 mi-nut, a v trefom stupni sa alkylovaný chro-molytický polysacharid vyzráža z roztokualkoholom okyseleným kyselinou octovouna neutralizáeiu volných alkálií v reakčnejzmesi a nakoniec sa vyfarbený polysacha-rid zbaví fyzikálně viazaného farbiva pre-mývaním, alebo extrahováním s metanolom.
CS647483A 1983-09-06 1983-09-06 Sposob přípravy vodorozpustných chromolytických polysacharidových enzýmových substrátov CS237101B1 (sk)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS647483A CS237101B1 (sk) 1983-09-06 1983-09-06 Sposob přípravy vodorozpustných chromolytických polysacharidových enzýmových substrátov

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS647483A CS237101B1 (sk) 1983-09-06 1983-09-06 Sposob přípravy vodorozpustných chromolytických polysacharidových enzýmových substrátov

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CS237101B1 true CS237101B1 (sk) 1985-07-16

Family

ID=5411891

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CS647483A CS237101B1 (sk) 1983-09-06 1983-09-06 Sposob přípravy vodorozpustných chromolytických polysacharidových enzýmových substrátov

Country Status (1)

Country Link
CS (1) CS237101B1 (cs)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Tracey Chitin
Carpita et al. Extraction of starch by dimethyl sulfoxide and quantitation by enzymatic assay
EP2503337B1 (en) Organic colored microparticles and diagnostic reagent kit containing the same
GB1571265A (en) Amylase determination
McCleary New chromogenic substrates for the assay of alpha-amylase and (1→ 4)-β-d-glucanase
US4321364A (en) Preparation of soluble chromogenic substrates
Leisola et al. Determination of the solubilizing activity of a cellulase complex with dyed substrates
Ng et al. A continuous spectrophotometric assay for the determination of cellulase solubilizing activity
US4687736A (en) Detection of biological substances by specific labelling techniques
DE1643196C2 (de) Wasserlösliche aus Stärke, Amylose oder Amylopektin und einem Farbstoff bestehende Verbindungen sowie Verfahren zu deren Herstellung
US4268628A (en) Method for the determination of α-amylase
US4563421A (en) Method for determining the presence of endohydrolase in a liquid and composition therefor
Highley Carbohydrolase assays
US4337310A (en) Method for the determination of α-amylase
Skerritt et al. New diagnostics in crop sciences
Biely et al. A new chromogenic substrate for assay and detection of α-amylase
CS203676B1 (en) Process for preparing chromogenic amylaceous substrate for the determination of the activity of glucoamylase
JP2688773B2 (ja) エンドトキシンの不活化方法
CS254162B1 (cs) Sposob přípravy rozpustného cbromolytickéha substrátu na stanovenie (3(l-*3) glukanázy
CS254163B1 (sk) Sposob přípravy ohromolytického substrátu na stanovenie /(1-3) glukanázy
EP0148259A1 (en) Stabilized chitin
Kennedy Some Methods for the Characterisation of Natural and Dyed Amyloses as Potential Substrates for the Assay of α‐Amylase
CS219575B1 (sk) Sposob přípravy chromogénneho substrátu na testovanie Ci zložky celulázovej aktivity
DE2062246A1 (de) Enzympraparate und Verfahren zu lh rer Herstellung
CS234607B1 (sk) SpSsob stanovenia aktivity endo-1,4- β-xylanáz