CS270355B1 - Method of proteolytic enzymes' activity determination and means for determination of this activity - Google Patents

Method of proteolytic enzymes' activity determination and means for determination of this activity Download PDF

Info

Publication number
CS270355B1
CS270355B1 CS877522A CS752287A CS270355B1 CS 270355 B1 CS270355 B1 CS 270355B1 CS 877522 A CS877522 A CS 877522A CS 752287 A CS752287 A CS 752287A CS 270355 B1 CS270355 B1 CS 270355B1
Authority
CS
Czechoslovakia
Prior art keywords
formula
mol
substrate
hydrolysis
activity
Prior art date
Application number
CS877522A
Other languages
Czech (cs)
Other versions
CS752287A1 (en
Inventor
Miroslav Ing Csc Rybak
Evzen Ing Csc Kasafirek
Eva Rndr Hrboticka
Original Assignee
Rybak Miroslav
Kasafirek Evzen
Hrboticka Eva
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 Rybak Miroslav, Kasafirek Evzen, Hrboticka Eva filed Critical Rybak Miroslav
Priority to CS877522A priority Critical patent/CS270355B1/en
Publication of CS752287A1 publication Critical patent/CS752287A1/en
Publication of CS270355B1 publication Critical patent/CS270355B1/en

Links

Landscapes

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

Abstract

gešenl sa týká způsobu stanoveni aktivity protoolytických enzymů v čistých a technických preparátech, v biologickém aatoriálu, například v tělních tekutinách, zejména v krvi nabo moči. Podstata řeěení spočívá v tom, že aa zkoumaný vzorek a obsahem proteolytického enzyau uvádí va styk s peptidickým deriváte· p-fsnylsndiaminu obacného vzorca I ve vodném prostředí o hodnotou pH 5' až 10. štěpná reakce so zastaví úpravou pH na hodnotu 0,1 až 4 za přídavku sloučeniny obecného vzorce W-CHO. Po proběhlé p raakci so vzniklé zbarveni analyticky vyhodnotí.gešenl refers to the method of determining activity protoolytic enzymes in pure and technical preparations, in biological aatorial, for example in body fluids, especially in blood or urine. Essence The solution lies in the fact that aa examined sample and proteolytic content the enzyme presents you with the peptide derivative · p-phenylenediamine of Formula I in an aqueous medium having a pH of 5 'to 10. The cleavage reaction is stopped by pH adjustment to a value of 0.1 to 4 with the addition of the compound of formula W-CHO. After passing The resulting color was analyzed analytically evaluates.

Description

CS 270 355 B1 1

Vynález se týká způsobu stanoveni aktivity proteolytických enzymů v čistých atechnických preparátech, v biologickém materiálu, napřiklad v tělních tekutinách, zejmé-na v krvi nebo moči; vynález se také týká prostředku ks stanoveni aktivity proteolytic-kých enzymů.

Oak je známo, má rychlý a jednoduchý průkaz aktivity proteolytických enzymů,zejména v biologickém materiálu,’význam v humánni i veterinární medicíně, předeváimjako ukazatel popřipadě poručené biologické rovnováhy, déle v biotechnologických proce-sech (napřiklad při produkci bakteriálních proteináz), při kontrole procesů používají-cích proteinázy, v zemédéletvi, v potravinářském průmyslu a v daláich odvětvích. V novějši době ee v oboru průkazu proteolytických enzymů významně uplatnily synte-tické chromogenni substráty na bázi peptidických derivátů p-nitroanilinu (popřipadě sjiným chromoforem v molekule substrátu). Použitelnost těchto substrátů je založena naskutečnosti, že proteolytické enzymy ve vhodně uspořádaném reakčnlm systému je ětěplza uvolněni p-nitroanilinu, který systém charaktericky zbarvit tohoto zbarveni, res-pektive jeho intenzity, lze analyticky využitj v nejjednodušším případě alespoň k prů-kazu proteolytického enzymu ve zkoumaném materiálu, za definovaných podmínek a s vhodnýmpřístrojovým vybavením potom i ke kvantitativnímu stanoveni aktivity daného enzymu.

Zbarveni, které po štěpeni proteolytickými enzymy poskytuji chromogenni substrátyna bázi peptidických derivátů p-nitroanilinu, je žlutého charakteru. V případech, kdyreakční systém je sám žlutě zabarven nebo aktivita enzymu Je nízká, nelze substrátyna bázi p-nitroanilidů vůbec použit k průkazu proteinázy.

Byly proto hledány takové syntetické chromogenni substráty, které by neměly uvede-né nevýhody a které by naopak byly výhodné k analýze méně čistých vzorků a navíc umož-ňovaly rychlý a jednoduchý (orientační, ecreeningový) průkaz ve stižených podmínkáchpraxe, a to i méně kvalifikovanému personálu. Nově syntetizované peptidické derivátyp-fenylendiaminu, ve kterých jsou vestavěny peptidické zbytky specificky reagující surčitými proteolytickými enzymy nebo skupinou těchto enzymů, poskytuji za podmínekpodrobně popsaných níže, intenzívni zbarveni, převážně červeného odstínu, které mož-nosti průkazu a stanoveni proteolytických enzymů podstatně usnadňuji.

Vynález se týká způsobu stanoveni aktivity proteolytických enzymů v čistých a tech-nických preparátech, v biologickém materiálu, například v tělních tekutinách, zejménav krvi nebo moči, podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že se zkoumaný vzorekβ obsahem proteolytického enzymu uvádí ve styk s peptidickým derivátem p-fenylendia-minu obecného vzorce 1 A - B - C - O - CONH - - N CH - W (X), kde značí A atom vodíku, zbytek kyseliny pyroglutamové, karboxyalkankarbonylovou skupinu se4 až 6 atomy uhlíku, B zbytek glycinu, alaninu, prolinu nebo nulu, C zbytek glycinu, alaninu, prolinu nebo nulu, popřípadě histidinu, o zbytek alaninu, valinu, leucinu, fenylalaninu, tyrosinu, lysinu nebo argininu, w šestičlenné aromatické Jádro nebo pětičlenné heterocyklické jádro obsahující kys- lík nebo dusík Jako heteroatom, přičemž tato Jádra jsou substituována alespoňjednou nitroskupinou, dimethylaminoskupinou, hydroxyskupinou nebo metoxyskupinounebo kombinacemi těchto eubstituentů, ve vodném prostředí s hodnotou pH 5 až 10, probíhající štěpná reakce se zastaví úpra- vou pH na hodnotu nižši než 4, za předchozího současného nebo následného přídavku slou-

čeniny obecného vzorce XXI w

CHO (III) 2 CS 270 355 B1 kde W znáči totéž co ve vzorci I, potom se po proběhlé reakcí vzniklé zbarveni analy-ticky vyhodnotí. Toto vyhodnoceni lze podle okolnosti a požadavků provádět kolorime-tricky nebo spektrofotometricky, popřípadě vizuálně srovnáním se standardem nebo ihistochemicky.

Princip způsobu stanoveni podle vynálezu lze schematicky znázornit takto:

V prvém stupni probíhá hydrolytická reakce působením proteinázy ve vodném prostředi s hodnotou pH 5 až 10 (podle povahy enzymu), při teplotě 20 až 37 °C. Vodné prostředi může tvořit vhodný pufr nebo systém pufrůi Je možná také přísada látek, které pro-vedeni analyzy vhodně ovlivňuji (tensidy, polymery). Ve druhém stupni, který probíháve stejném prostředí a při stejné teplotě jako etupeň prvý a začíná snížením hodnotypH reakčniho systému pod hodnotu 4, se štěpením uvolněný monosubstituovaný derivátp-fenylendiaminu uvádí do reakce s aldehydem obecného vzorce III, který se může při-dávat předem, nebo současně s acidifikačnim činidlem, nebo také po něm. Touto reakcivzniklý disubstituovaný derivát p-fenylendiaminu vytvoř! intenzivní zbarveni, převážněčerveného odstínu. Toto zbarveni Je etálé po dostatečně dlouhou dobu, takže je lzeněkterou ze známých metod analyticky vyhodnotit, jak již bylo řečeno výše. Intenzitazbarveni je úměrná aktivitě enzymu v analyzovaném materiálu. Specifita a citlivost 1. stupně reakce (hydrolyza) Je dána vhodně volenou sekvencí aminokyselin substrátu(A-B-C-D-) s ohledem k analyzovanému enzymu. Také chromoforový zbytek ovlivňuje ště-pitelnost substrátu daným enzymem a vzhledem k odpovídajícímu p-nitroanilidu je vněkterých případech vyšší, v jiných nižší. Druhý stupeň reakce je vysoce specifickýa citlivý, takže je možno prokázat i velmi malá množství enzymu ve zkoumaném vzorku.Při realizaci druhého stupně nemusí být aldehyd obecného vzorce III, který slouží kvytvořeni zbarveného produktu, totožný s aldehydem, Jehož zbytek Je součásti moleku-ly výchozího peptidického derivátu p-fenylendiaminu obecného vzorce I, tzn., že vý-znamy substituentů mohou být rozdílné. Která alternativa se zvolí, zálež! na možnos-tech uživatele. □al< již bylo řečeno. Je možné způsob stanoveni podle vynálezu realizovat za znač-ně variabilních podmínek, od Jednoduchého vytvořeni barevného produktu na papírovéfólii, na mikrotitračni destičce, ve zkumavce a podobně, až po exaktní výsledky, zís-kané pomoci přístrojového vybaveni. Obzvlášl výhodný je však ten způsob, kterému sez praktických důvodů pro jednoduchost a rychlost dává v určitých případech přednost,tJ. použiti indikačních prostředků, obsahujících, podle povahy sledovaného proteoly-tického enzymu, některou ze sloučenin obecného vzorce I. Indikační prostředky jsouznámé a používané, Jejich tvar, materiál, ze kterého jsou zhotoveny a Jejich prosto-rové uspořádáni se voli podle potřeby. Přednost máji především takové indikační pro-středky, které Jsou levné, snadno dostupné a dobře přizpůsobitelné v co nejširšimrozsahu způsobu stanoveni podle vynálezu, zhotovené z vhodného materiálu s kapilár-ními vlastnostmi, který musí být netečný Jak k látkám obecného typu I, tak i mezipro-duktům, zkoumaným vzorkům s obsahem proteináz, činidlům a prostředí, ve kterém se sta-noveni provádí.

Dalším význakem tohoto vynálezu Je tedy prostředek ke stanoveni aktivity proteo- lytických enzymů, jehož podstata spočívá v tom, že sestává z netečného organického CS 270 355 B1 3 nebo anorganického materiálu e kapilárními vlastnostmi, obsahujícího peptidický deri-vát p-fenylendiaminu obecného vzorce I jako chromogenní substrát, činidlo udržujícípH systému na hodnotě 5 až 10, činidlo snižující hodnotu pH systému pod 4 a slouče-ninu obecného vzorce III v množství nejméně jednoho ekvivalentu, vztaženo na slouče-ninu obecného vzorce I. Prostředek ke stanoveni aktivity proteináz podle vynálezu, ob-vykle vs formě nasákavého materiálu, například papíru, umožňuje při vhodném substrátua citlivé detekci produktu vysoce citlivý průkaz proteolytických enzymů a také i vícekomponent současně (a? již enzymatické nebo nesnzymatické povahy), umožňuje použit ví-ce enzymů lokalizovaných v biologickém materiálu (na přiklad leukocytech) k jednomuzáměru. Oeho zásadní výhoda tkví v tom, že ke zhodnoceni výsledku analýzy nsni nutnězapotřebí přístrojového zařízení, Předevělm je cenný tam, kde jde o rychlý screening.Produkt, který Je výsledkem reakci, ilustrovaných schématy 1) a 2), Je natolik inten-zívně zbarvený, že k vyhodnoceni postačí srovnáni s chromatickým standardem.

Způsob podle vynálezu lze obměnit a zjednodušit například tak, že se poslední stu-peň syntézy látky obecného vzorce I provádí in šitu, a to tak, že se výchozí peptidic-ký derivát p-nitroanilinu redukuje, výhodně chloridem clnatým v kyselině chlorovodi-vé a podrobí reakci a aldehydem vzorce III, který se může použit v přebytku, potřeb-ném pro reakci, probíhající po ukončeni hydrolýzy substrátu enzymem. □sou známy, vyráběny a v praxi používány reagenčnl fólie pro stanoveni protei-náz-esteráz uvolněných z leukocytů, používané k průkazu lsukocytů v biologickém mate-riálu, který je založen na esterolytických vlastnostech proteináz. Například některékomerčně dostupné fólie obsahují peptid-arylesteryj při aplikaci se odštěpený fenolnebo pyrol kopuluje s diazosolí na více nebo méně zbarvenou sloučeninu. Oále je známzpůsob průkazu trypsinu pomoci kolagenu s vázaným barvivém, nebo chymotrypsinu (čs.autorské osvědčení č. 217 802). Oiný způsob (USA pat. spis č. 4 156 916) je založen nakopulaci aromatických aldehydů (například benzaldehydu a jeho substitučních derivátů)s aromatickými aminy, například 2-naftylaminu, za tvorby sloučeniny stanovitelné fluo-rometricky.

Ve srovnání se známými způsoby je způsob podle vynálezu specifičtější a mnohdycitlivější, při použiti indikačního prostředku jednoduchý,'rychlý, spolehlivý, s vel-mi širokou aplikační oolasti, zahrnující mnoho oborů (zdravotnictví, zemědělství, po-travinářský průmysl). Užitečnost a výhodnost průkazu proteináz v biologických materiálech plyne z násle-dujících příkladů: Přítomnost leukocytů v moči poukazuje na patologický procee v urogenitálnim trak-tu. Namístě pracného a nepřesného určováni počtu leukocytů pomoci mikroskopu (nezahr-nuje rozpadlé leukocyty) poskytuje způsob, který Je předmětem vynálezu, rychlou infor-maci o jejich počtu (prokazatelnost je ,3 až 5 leukocytů v 1 ul). Přítomnost leukocy-tárnich proteináz v lavážni tekutině plic indikuje patologický proces v plicích. Pří-tomnost leukocytárních enzymů v mléce, nebo přítomnost alfa^-antitrypsinu, poukazujena zánětlivý proces (mastitis) v mlékotvorných orgánech u skotu i lidi.

Způsob podle vynálezu umožňuje rychlou kontrolu biotechnologických procesů, přikterých jsou produkovány proteinázy pro průmyslové účely (například proteinázy produ-kované v Bacilus subtilis). Způsob umožňuje i rychlý průkaz porušené rovnováhy koagu-lačniho, fibrinolytického a kininy produkujícího systému v krvi, umožňuje průkaz uro-kinázy v moči a mnoha dalších. Bližší podrobnosti způsobu podle vynálezu vyplývají znásledujících příkladů provedeni, které tento způsob pouze ilustruji, ale nijak neome-zuji. Přiklad 1 a) Příprava substrátu pro trypsin. 100 ml roztoku (0,01 mol/1) pGlu-His-Arg-p-nitroanilidu ve vodě je smícháno se 100 ml 4 CS 270 355 B1 0,1 mol/1 SnCl2 rozpuštěného v 1 mol/1 HC1 a směs Je ponechána reagovat cca 1 hpři teplotě místnosti. Potom Je do reakčnl směsi přidáno 20 ml 0,1 mol/1 p-dime-tylaminobsnzaldehydu rozpuštěného v metanolu a mícháno 1 až 2 h. Reakčnl směsi Jepak upraveno pH na hodnotu 8,2, čímž se vysrážl Sn2+a Sn4+ ve formě svých hydroxi"dů, které se oddělí centrifugaci. V roztoku Je přítomný pGlu-His-Arg-CONH-CgHg-N«>CH-CgH5-N(CH3)2 - substrát pro trypsin a nezreagovaný aldsJíyd, který byl přidánv nadbytku. b) Příprava reagenčnl fólie a JeJi použiti ke stanoveni trypsinu. Získaný roztok substrátu Je přímo použit k nasyceni reagenčniho proužku. Reagenčnlproužek mflže být papír prostý reaktivních skupin, nebo organická syntetická tkani-na (vliee, vlizelin), eventuálně anorganický intaktni materiál používaný pro chro-matograflcké účely. Proužek Je nasycen vhodným pufrem (Tris pH 8,‘2 obsahující0,025 mol/1 CaCl2. Do reagenčniho proužku je eventuálně dále přidán 0,05 mol/1p-dlmetylamlnobenzaldehyd v 50% metanolu a fólie Je vysušena. Trypsin Je přivedendo styku se substrátem na fólii a po hyxrolyze (1 až 5 min) je barva vyvolána oky-selením (HC1, kyselina citrónová) za vzniku látky IV. Přídavkem kyseliny je součas-ně zastavena hydrolytická reakce, což umožňuje relativně přesné zjištěni zabarve-ni, a tlm 1 áktivity. Zbarveni 3e odečítá po 30 až 60 sec. c) Pro přípravu reagenčniho proužku lze s výhodou použit čisté substance (substrát - Ize které Je připraven 0,01 až 0,005 mol/1 roztok. Reagenčnl fólie, do které bylpředtím umístěn pufr. Je nasycena roztokem látky I - substrátem. Po hydrolýze jezbarveni vyvoláno přídavkem reagens, které obsahuje 0,05 mol/1 p-dimetylaminobenzaldehydu (vyvolá červené zbarveni) nebo p-dimetylamlnocinamaldehydu (vyvolá modrézbarveni) v 1 mol/1 kyeellně chlorovodíkové.

Namísto reagenčniho proužku lze použit také mikrotltračnich destiček a vzniklýreakčnl produkt rozpustit přídavkem organického rozpustidla, s výhodou metanolu, avzniklé zbarveni hodnotit měřením absorbance při 405 nm pomoci vhodného přístroje. Přiklad 2

Postupuje se jako v přikladu la. Připravený substrát pGlu-His-Arg-p-fenylendiamin-derivát p-dimetylaminobenzaldehydu Je použit pro spektrofotometrické stanoveni akti-vity trypsinu. Hydrolýzou odštěpený monosubstituovaný derivát p-fenylendlaminu absor-buje maximálně při 405 až 420 nm. Přiklad 3

Postupuje se Jako v přikladu 1, když jako výchozí látka pro přípravu substrátu kprůkazu leukocytárni elastázv slouží Glt-Ala-Ala-Pro-Val-p-nitroanilid. Prvá konden-zace je proveden s p-dimetylaminobenzaldehydem a po hydrolýze je produkt kondenzováns p-dimetylaminocinamaldehydem na modře zbarvenou látku. pH při hydrolýze je 7,2 až 7,4 udržované fosfátovým pufrem. Přiklad 4

Poetupuje se jako v přikladu 1, přičemž Jako výchoz! látky pro přípravu substrá-tu ke stanoveni trombinu Je použito Z-Gly-Pro-Arg-p-nitroanilidu (fosfátový pufr0,1 mol/1 pH 8,2) a prvé kondenzační látky p-dimetylaminobenzaldehydu. Po hydrolýzeje produkt kondenzován s p-dimetylaminocinamaldehydem na modrý produkt. Substrát slou-ží ke stanoveni některých koagulačnich parametrů (trombin generační test) a spolu sdalšími reagencismi (tromboplastinem, kefalinem, Ca2+) k průkazu koagulačnich fakto-rů VII a II.

CS 270 355 B1 1

The invention relates to a method for determining the activity of proteolytic enzymes in pure and technical preparations, in biological material, eg, in body fluids, especially in blood or urine; The invention also relates to a composition for determining the activity of proteolytic enzymes.

Oak is known to have a rapid and simple demonstration of the activity of proteolytic enzymes, particularly in biological material, of importance in both human and veterinary medicine, especially as an indicator of the biological equilibrium, for longer in biotechnological processes (eg, in the production of bacterial proteinases), in process control using proteinases, in agriculture, in the food industry and in other sectors. More recently, synthetic chromogenic substrates based on peptide derivatives of p-nitroaniline (or other chromophore in the substrate molecule) have been significantly employed in the field of proteolytic enzyme detection. The applicability of these substrates is based on the fact that the proteolytic enzymes in a suitably arranged reaction system are liberated by p-nitroaniline, which characterizes the color of this color, with respect to its intensity, can be used analytically in at least the demonstration of the proteolytic enzyme in the investigated material, under defined conditions and with appropriate instrumentation, then quantitatively determine the activity of the enzyme.

The coloration, which upon cleavage with proteolytic enzymes, provides a chromogenic substrate based on the peptide derivatives of p-nitroaniline, is yellow in nature. In cases where the reaction system itself is yellow in color or the activity of the enzyme is low, the substrate of p-nitroanilides cannot be used at all to detect proteinase.

Synthetic chromogenic substrates have therefore been sought which would not have the disadvantages mentioned, and which would in turn be advantageous for the analysis of less pure samples and, moreover, allow for fast and simple (indicative, ecological) demonstration under reduced conditions, even to less skilled personnel. . Newly synthesized peptidic derivatives of β-phenylenediamine, in which peptide residues are specifically incorporated by reacting crude proteolytic enzymes or a group of these enzymes, provide, under the conditions described in detail below, intense coloration, predominantly red, which facilitates the detection and determination of proteolytic enzymes.

BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a method for determining the activity of proteolytic enzymes in pure and technical preparations, in biological material, for example in body fluids, in particular blood or urine, according to the invention. the p-phenylenediamine derivative of the formula 1 A - B - C - O - CONH - - N CH - W (X), wherein A is hydrogen, pyroglutamic acid, carboxyalkancarbonyl having 4 to 6 carbon atoms, B glycine residue , alanine, proline or zero, C residue glycine, alanine, proline or zero, or histidine, o residue of alanine, valine, leucine, phenylalanine, tyrosine, lysine or arginine, w six-membered aromatic Core or five membered heterocyclic ring containing oxygen or nitrogen As a heteroatom, which nuclei are substituted by at least one nitro, dimethylamino, hydroxy or methoxy or combinations thereof, in an aqueous medium having a pH of 5 to 10, the cleavage reaction in progress is stopped by adjusting the pH to less than 4, with the prior or subsequent addition of

Formula XXI w

CHO (III) 2 CS 270 355 B1 where W knows the same as in formula I, then the resulting color is analyzed analytically. This evaluation can be performed colorimetrically or spectrophotometrically according to the circumstances and requirements, optionally visually by comparison with the standard or by aesthetic analysis.

The principle of the method of determination according to the invention can be schematically represented as follows:

In the first step, the hydrolysis reaction is carried out by treatment with a proteinase in an aqueous medium having a pH of 5 to 10 (depending on the nature of the enzyme) at 20 to 37 ° C. The aqueous medium may form a suitable buffer or buffer system. Addition of substances that suitably affect the assay (surfactants, polymers) is also possible. In the second stage, which proceeds in the same environment and at the same temperature as the first stage and begins by lowering the pH of the reaction system to below 4, the liberated monosubstituted p-phenylenediamine derivative is reacted with an aldehyde of formula III which can be added beforehand or with or after the acidifying agent. This reactive disubstituted p-phenylenediamine derivative forms! intense color, predominantly red. This color is long enough to be analytically evaluated by any of the known methods, as discussed above. Intensitaining is proportional to enzyme activity in the analyzed material. Grade 1 specificity and sensitivity (hydrolysis) is determined by the suitably selected amino acid sequence of the substrate (ABCD-) with respect to the enzyme being analyzed. Also, the chromophore residue affects the cleavability of the substrate by the enzyme and, in some cases, is higher in some cases, lower in some cases relative to the corresponding p-nitroanilide. The second stage of the reaction is highly specific and sensitive, so that very small amounts of enzyme can be detected in the sample to be tested. In the second stage, the aldehyde of formula III which serves to form a colored product does not need to be aldehyde whose moiety is part of the parent molecule. the peptide derivative of p-phenylenediamine of general formula (I), that is, the meaning of the substituents may be different. Which alternative is chosen, depends! the user. <Al <has already been said. It is possible to carry out the method of the invention under considerably variable conditions, from simply forming a colored product on a paper foil, a microtiter plate, a tube, and the like, to exact results obtained by instrumentation. However, particularly preferred is the method for which practical reasons for simplicity and speed give priority in certain cases, J. the use of indicator means comprising, according to the nature of the proteolytic enzyme of interest, any of the compounds of formula I. Indication means known and used, their shape, the material of which they are made, and their spatial arrangement are chosen as desired. Especially preferred are such indicator means which are inexpensive, readily available and well adaptable to the widest possible range of the present invention, made of a suitable capillary material, which must be inert to both the general type I and the intermediate. - drugs, test samples containing proteinases, reagents, and the environment in which they are assayed.

Thus, a further feature of the present invention is a means for determining the activity of proteolytic enzymes which consists of an inert organic CS 270 355 B1 3 or an inorganic material having capillary properties comprising a peptide derivative of p-phenylenediamine of formula I as a chromogenic substrate, an agent maintaining the pH of 5-10, an agent lowering the pH of the system below 4 and a compound of formula III in an amount of at least one equivalent of the compound of formula I. Usually, in the form of absorbent material, such as paper, with a suitable substrate and sensitive product detection, highly sensitive detection of proteolytic enzymes, as well as multi-components simultaneously (and already enzymatic or non-enzymatic), allows the use of multiple enzymes located in the biological material leukocytes) to one site. The major advantage of this is that, in order to evaluate the results of the analysis, a device device is required, in particular, it is valuable where rapid screening is involved. The product resulting from the reaction illustrated in Schemes 1) and 2) is so intensely colored, that it is enough to compare with the chromatic standard to evaluate.

The process of the invention can be varied and simplified, for example, by carrying out the last step of the synthesis of the compound of formula (I) in situ by reducing the starting peptide derivative of p-nitroaniline, preferably with chloride in hydrochloric acid and reacting with an aldehyde of formula III, which can be used in excess for the reaction to proceed after the enzyme hydrolysis of the substrate. Reagent films for the determination of proteinase esterases released from leukocytes, used to detect lysucocytes in biological material based on the esterolytic properties of proteinases, are known, manufactured and used in practice. For example, some commercially available films contain peptide-aryl esters when applied, the cleaved phenol or pyrrole is coupled with the diazo salt to a more or less colored compound. Oal is a known method for the detection of trypsin by collagen with bound dye or chymotrypsin (Certificate No. 217 802). The other method (U.S. Pat. No. 4,156,916) is based on the incorporation of aromatic aldehydes (e.g., benzaldehyde and substitution derivatives thereof) with aromatic amines such as 2-naphthylamine to form a fluorometrically detectable compound.

Compared to the known methods, the process according to the invention is more specific and more sensitive, with the use of a simple, rapid, reliable indicator device, with very wide application areas, including many fields (health, agriculture, food industry). The usefulness and convenience of demonstrating proteinases in biological materials follow from the following examples: The presence of leukocytes in urine indicates a pathological progression in urogenital tract. The site of the laborious and inaccurate determination of leukocyte counts by a microscope (does not include disintegrated leukocytes) provides the method of the invention with rapid information on their number (3 to 5 leukocytes in 1 µl). The presence of leukocyte proteinases in the lung lavage fluid indicates a pathological process in the lungs. The presence of leukocyte enzymes in milk, or the presence of alpha -antitrypsin, indicate an inflammatory process (mastitis) in the milk-producing organs of both cattle and humans.

The process of the present invention allows for rapid control of biotechnological processes in which proteinases are produced for industrial purposes (e.g., proteinases produced in Bacilus subtilis). The method also allows for a rapid demonstration of impaired blood coagulation, fibrinolytic and kinin-producing balance in the blood, allowing urinary kinase to be detected and many others. More details of the method according to the invention are given in the following examples, which are merely illustrative but not limiting. Example 1 a) Preparation of trypsin substrate. 100 ml of a solution (0.01 mol / l) of pGlu-His-Arg-p-nitroanilide in water are mixed with 100 ml of 4 CS 270 355 B1 0.1 mol / l SnCl2 dissolved in 1 mol / L HCl and left to mix react about 1 hp at room temperature. Thereafter, 20 ml of 0.1 mol / l p-dimethylaminobenzaldehyde dissolved in methanol was added to the reaction mixture and stirred for 1-2 hours. The Jepak reaction mixture was adjusted to pH 8.2 to precipitate Sn2 + and Sn4 + as its own. pGlu-His-Arg-CONH-CgHg-N «> CH-CgH5-N (CH3) 2 - trypsin substrate and unreacted aldehyde added in excess are present in the solution. Preparation of the Reagent Film and Used to Determine Trypsin The Substrate Solution Obtained is Directly Used to Saturate the Reagent Strip The reagent strip can be paper free of reactive groups, or organic synthetic tissue (poured, cleaved), or inorganic intact material used for chromathographic The strip is saturated with a suitable buffer (Tris pH 8, 2 containing 0.025 mol / l CaCl 2. Optionally, 0.05 mol / 1β-dlmethylaminobenzaldehyde in 50% methanol is added to the reagent strip and the film is dried) a. Trypsin Contact with the substrate on the film and after hydrolysis (1 to 5 min) the color is induced by acidification (HCl, citric acid) to form IV. By addition of acid, the hydrolytic reaction is simultaneously stopped, allowing relatively accurate discoloration, and tlm activity. Color 3e subtracts after 30 to 60 sec. c) For the preparation of the reagent strip, the pure substance (substrate - which is prepared from 0.01 to 0.005 mol / l solution. The reagent film in which the buffer was previously placed is saturated. It is saturated with the solution of the substance I - the substrate. by adding a reagent containing 0.05 mol / l of p-dimethylaminobenzaldehyde (causing red color) or p-dimethylaminocinamaldehyde (causing blue coloring) in 1 mol / l cyan hydrochloric acid.

Microplate plates can also be used in place of the reagent strip, and the resulting reaction product can be dissolved by the addition of an organic solvent, preferably methanol, and evaluated by measuring the absorbance at 405 nm with a suitable instrument. Example 2

The procedure is as in Example 1a. The prepared pGlu-His-Arg-p-phenylenediamine p-dimethylaminobenzaldehyde substrate is used for the spectrophotometric determination of trypsin activity. The hydrolyzed monosubstituted p-phenylenedlamine derivative absorbs at a maximum of 405-420 nm. Example 3

Proceed as in Example 1 when Glt-Ala-Ala-Pro-Val-p-nitroanilide is used as the starting material for preparing the leukocyte elastase substrate. The first condensation is carried out with p-dimethylaminobenzaldehyde and, after hydrolysis, the product is condensed with p-dimethylaminocinamaldehyde on a blue colored fabric. The pH of the hydrolysis is 7.2 to 7.4 maintained by phosphate buffer. Example 4

It repetits as in Example 1, leaving as the Outcrop! Thrombin Substrate Preparation Z-Gly-Pro-Arg-p-nitroanilide (0.1 mol / l pH 8.2 phosphate buffer) and the first p-dimethylaminobenzaldehyde condensation agent are used. After hydrolysis, the product is condensed with p-dimethylaminocinamaldehyde to a blue product. The substrate serves to determine some coagulation parameters (thrombin generation test) and together with other reagents (thromboplastin, cephalin, Ca 2+) to demonstrate coagulation factors VII and II.

Claims (2)

CS 270 355 B1 5 Přiklad 5 Postupuje es Jako v přikladu 1, když Jako výchozi látky Je použito p-nitroanilidue aminokyselinou sekvenci specifickou pro koagulačni faktor X, například Bz-Ile-Glu--Arg-. Průkaz faktoru X Je proveden po Jeho aktivaci Jedem zmije.Russel, kefalinem aCa2+. Substrát Je připraven pomoci p-dimetylaminobenzaldehydu a průkaz po hydrolýze Jeproveden pomoci p-dimetylamlnocinamaldehydu. Přiklad 6 Postupuje se Jako v přikladu 1, když Jako výchozí látky Je použito H-D-Pro-Phe--Arg-p-nitroanilidu, hydrolýza je provedena plaswatickým kvallikreinem při pH 8,2(0,1 mol/1 fosfát). Kondenzace po hydrolýze Je provedená s”p-di»etyláminocinamerdehy-dem, zatímco příprava substrátu s p-dimetylaminobenzaldehydem. Substrát umožňuje stano-veni prekallikreinu v lidské krevní plasmé po jeho aktivaci vhodným aktivátorem (napří-klad Hageman Faktor fragmentem, dextransulfátem a podobné). Přiklad 7 Postupuje se jako v přikladu 1, přičemž Jako výchozi látky je použito Suc-GiyGlyPhe--p-nitroanilidu, aby se získal substrát k průkazu chymotrypsinu. Prvá kondenzace je pro-vedena za použiti p-dimetylaminobenzaldahydu, druhá kondenzace potom p-dimetylaminocin-amaldehydu. Příklad 8 10 ul 0,005 mol/1 Glt-Ala-AlaLeu-p-nitroanllidu je na reagenčnim proužku přivede-no do styku s 10 ul roztoku neutrální proteinázy z Bacillua subatilis při pH 7,4 (fos-fát 0,1 mol/1) po dobu 2 až 5 min. Hydrolýzou uvolněný p-nitroanilin (žlutý) je přemě-něn na modrý produkt přídavkem reagens složeného z 0,05 mol/1 chloridu clnatáho a0,01 mol/1 p-dimetylaminocinamaldahydu v 1 mol/1 HC1. Vzniklá zbarveni ja hodnocenostejným způsobem jako v předcházejících příkladech. pRedmSt VYNÁLEZUExample 270 Proceeds as in Example 1 when a p-nitroanilide amino acid sequence specific for coagulation factor X, such as Bz-Ile-Glu-Arg-, is used as the starting material. Factor X Demonstration Performed After Its Activation by Jede Viper.Russel, Kefalin and Ca2 +. Substrate Prepared with p-dimethylaminobenzaldehyde and detection after hydrolysis of Jep by one of p-dimethylaminocinamaldehyde. EXAMPLE 6 Proceed as in Example 1 when H-D-Pro-Phe-Arg-p-nitroanilide is used as the starting material, hydrolysis is carried out by plasmatic quallikrein at pH 8.2 (0.1 mol / l phosphate). Condensation after hydrolysis is carried out with "p-diethylaminobenzaldehyde", while the preparation of the substrate with p-dimethylaminobenzaldehyde. The substrate allows the determination of precallikrein in human blood plasma upon activation by a suitable activator (e.g., Hageman Factor fragment, dextran sulfate and the like). Example 7 The procedure of Example 1 was followed, using Suc-GiyGlyPhe-p-nitroanilide as the starting material to obtain a chymotrypsin substrate. The first condensation is carried out using p-dimethylaminobenzaldehyde, the second condensation is then followed by p-dimethylaminocinamaldehyde. Example 8 10 µl of 0.005 mol / l Glt-Ala-AlaLeu-p-nitroanilide is contacted with 10 µl of a solution of neutral proteinase from Bacillua subatilis at pH 7.4 (phosphate 0.1 mol / l) on the reagent strip. ) for 2 to 5 min. Hydrolysis of the liberated p-nitroaniline (yellow) is converted to the blue product by the addition of a reagent composed of 0.05 mol / L chloride chloride and 0.01 mol / l of p-dimethylaminocinamide in 1N HCl. The resulting color is evaluated as in the previous examples. OF THE INVENTION 1. Způsob stanoveni protaolytlckých enzymů v preparátech, v biologickém materiálu,například v krvi a moči, vyznačující se tim, že se zkoumaný roztok s obsahem proteo-lytického enzymu uvádí ve styk s pepťidlckým derivátem p-fenylendiaminu obecného vzor-ce I A-B-C-D-CONH- -N-CHW (I) kde značí A atom vodíku, zbytek kyseliny pyroglutamová, karboxyalkankarbonylovou skupinu se 4 až 6 atomy uhlíku, B zbytek glycinu, alaninu, prolinu nebo nulu, C zbytek glycinu, alaninu, prolinu nebo nulu, popřípadě histidinu, □ zbytek alaninu, valinu, leucinu, fenylalaninu, tyrosinu, lysinu nebo argininu W šestičlenná aromatická jádro nebo pětičlenná heterocyklická jádro obsahující kys- lík nebo dusík jako heteroatom, přičemž tato jádra jsou substituována alespoň jednou nitroskupinou, dimetylaminoskupinou, hydroxyskupinou nebo metoxyskupinou, ve vodném prostředí s hodnotou pH 5 až 10, probíhající hydrolytické reakce se zastaví úpravou pH na hodnotu 0,1 až 4 za přídavku sloučeniny obecného vzorce III 6 CS 270 355 B1 W - CHO (III). kde W znáči totéž co ve vzorci I, potom se po proběhlé reakci vzniklé zbarveni analy-ticky vyhodnoti.What is claimed is: 1. A method for determining anthoolytic enzymes in preparations, in biological material, e.g., blood and urine, characterized in that the test solution containing the proteolytic enzyme is contacted with a p-phenylenediamine derivative of the formula (I) ABCD-CONH. -N-CHW (I) wherein A is hydrogen, pyroglutamic acid, carboxyalkancarbonyl of 4-6 carbon atoms, glycine residue, alanine, proline or zero, C glycine residue, alanine, proline or zero, or histidine, □ alanine residue, valine, leucine, phenylalanine, tyrosine, lysine or arginine W six-membered aromatic ring or a five-membered oxygen or nitrogen-containing heterocyclic ring heteroatom substituted by at least one nitro, dimethylamino, hydroxy or methoxy group in an aqueous medium with a pH of 5 to 10, the ongoing hydrolysis reactions are stopped by adjusting the pH to 0.1 to 4 with the addition of a compound of formula III 6 CS 270 355 B1 W-CHO (III). where W knows the same as in formula I, then the resulting color is analyzed analytically. 2. Prostředek ke stanoveni aktivity proteolytických enzymů podle bodu 1, vyznaču-jící se tím, že sestává z inertního materiálu s kapilárními vlastnostmi, například pa-pír, organická syntetická tkanina, silikagel obsahujíc! peptldický derivát p-fenylen-diaminu obecného vzorce I jako chromogennl substrát, tlumič udržující pH systému na hod-notě 5 až 10, například tri9, fosfátový pufr, činidlo pro sníženi hodnoty pH systému ,na 0,1 až 4, například kyselinu chlorovodíkovou, citrónovou a sloučeninu obecného vzor-ce III v množství alespoň jednoho ekvivalentu, vztaženo na sloučeninu obecného vzorce I.2. A composition for the activity of proteolytic enzymes according to claim 1, characterized in that it consists of an inert material with capillary properties, e.g. the peptidyl derivative of the p-phenylene diamine of the formula I as a chromogenic substrate, a buffer maintaining the pH of the system at 5-10, for example tri9, a phosphate buffer, a pH lowering agent of 0.1 to 4, for example hydrochloric acid, citric acid and a compound of formula III in an amount of at least one equivalent based on the compound of formula I.
CS877522A 1987-10-19 1987-10-19 Method of proteolytic enzymes' activity determination and means for determination of this activity CS270355B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS877522A CS270355B1 (en) 1987-10-19 1987-10-19 Method of proteolytic enzymes' activity determination and means for determination of this activity

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS877522A CS270355B1 (en) 1987-10-19 1987-10-19 Method of proteolytic enzymes' activity determination and means for determination of this activity

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CS752287A1 CS752287A1 (en) 1989-11-14
CS270355B1 true CS270355B1 (en) 1990-06-13

Family

ID=5424531

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CS877522A CS270355B1 (en) 1987-10-19 1987-10-19 Method of proteolytic enzymes' activity determination and means for determination of this activity

Country Status (1)

Country Link
CS (1) CS270355B1 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
CS752287A1 (en) 1989-11-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5804395A (en) Fluorescence polarization assays of enzymes and substrates therefore
US3950226A (en) Novel reagent and method for the determination of urea in biological fluids
US20100184098A1 (en) Methods for measuring enzyme activity
JPH0648272B2 (en) Screening method for Gram-negative bacteriuria
EP0034586B1 (en) 4-trifluoromethylcoumarin peptide derivatives and their use in proteinase assays
US20020076741A1 (en) Peptide biosensors for anthrax protease
Riordan et al. [45] Diazonium salts as specific reagents and probes of protein conformation
US4598043A (en) Method for quantitatively assaying blood coagulation factor XII in human plasma
US3892631A (en) Diagnostic reagents used for the determination of gamma-glutamyl transpeptidase in biological fluids
US3769173A (en) Determination of gamma-glutamyl transpeptidase in biological fluids
CN115032389A (en) Paper-based sensing method for detecting thrombin and thrombin inhibitor
US4546076A (en) Enzymatic process for the determination of beta-lactam antibiotics
US7270976B2 (en) Methods for measuring ADAMTS13 activity and protein on platelets and in plasma
US5175089A (en) Method for monitoring periodontal disease by monitoring endotoxins and inflammatory agents
JPH022397A (en) Urine examination method and kit
CS270355B1 (en) Method of proteolytic enzymes&#39; activity determination and means for determination of this activity
JPS61234797A (en) Fluorescent polarizing assay for macromolecular hydrolase and reagent used in said assay and production of said reagent
CA1290663C (en) Analytical element and method for theophylline determination usingbuffer in spreading zone
CA2040180C (en) Enzymatic process for the determination of beta-lactam antibiotics
CA1276391C (en) Water soluble xanthylium derivative substrates
JPH04229198A (en) Examination of periodontosis
US3536588A (en) Method of enzyme determination
WO2006019379A1 (en) Methods for measuring adamts13 activity and protein on platelets and in plasma
SU1675776A1 (en) Method for determination of trypsin inhibitors in blood serum
MacQueen et al. New substrate for fluorometric determination of gamma-glutamyltransferase activity in serum.