DE3006710A1 - Enzymmodulator-ligand-konjugat und verfahren unter dessen anwendung - Google Patents

Enzymmodulator-ligand-konjugat und verfahren unter dessen anwendung

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DE3006710A1
DE3006710A1 DE19803006710 DE3006710A DE3006710A1 DE 3006710 A1 DE3006710 A1 DE 3006710A1 DE 19803006710 DE19803006710 DE 19803006710 DE 3006710 A DE3006710 A DE 3006710A DE 3006710 A1 DE3006710 A1 DE 3006710A1
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enzyme modulator
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Hans A. Dipl.-Chem. Dr. 8000 München Thoma
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Thoma hans A dipl-Chemdr
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Thoma hans A dipl-Chemdr
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    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N9/00Enzymes; Proenzymes; Compositions thereof; Processes for preparing, activating, inhibiting, separating or purifying enzymes
    • C12N9/96Stabilising an enzyme by forming an adduct or a composition; Forming enzyme conjugates
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • G01N33/58Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing involving labelled substances
    • G01N33/581Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing involving labelled substances with enzyme label (including co-enzymes, co-factors, enzyme inhibitors or substrates)

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Description

  • Enzymmodulator-Ligand-Konjugat und Verfahren
  • unter dessen Anwendung zur Bestimmung von Liganden und insbesondere biologisch wirksamen Verbindungen Die Erfindung betrifft ein Enzymmodulator-Ligand-Konjugat und Verfahren unter dessen Anwendung zur Bestimmung eines Liganden und insbesondere biologisch wirksamen Verbindungen.
  • Es sind bereits eine Reihe von chemischen Verbindungen, Komplexen oder Konjugaten beschrieben worden, die eine besondere Anwendung in der medizinischen Diagnose finden können. Dort besteht ein Bedürfnis nach schnell durchzuführenden, exakten Bestimmungsmethodiken für biologisch wirksame Systeme, die zudem häufig in äusserst niedriger Konzentration vorliegen. Dies können Wirkstoffe von Arzneimitteln, Drogen oder Narkotika in Körperflüssigkeiten, wie Blut oder Harn, oder auch durch den Körper selbst auf natürlichem Wege synthetisierte Gruppierungen darstellen. Als solche können Hormone, Steroidhormone, Polypeptide, wie auch Prostaglandine, Toxine, etc., angeführt werden.
  • Es wurden eine Reihe von Methodiken entwickelt, die auf der Fähigkeit eines Rezeptors, im allgemeinen eines Antikörpers, mit einem Liganden einen Komplex mit hoher molekularer Spezifität zu bilden, beruhen. Während die Spezifität dieser Techniken im wesentlichen auf der Schlüssel-Loch-Komplementarität beruht, ist die Empfindlichkeit unter anderem von der Komplexbildungskonstante (thermodynamische Gleichgewichtskonstante) von Rezeptor und Ligand abhängig. Bei Verwendung eines markierten Liganden und einer Konkurrenzreaktion von markiertem und unmarkiertem Liganden, um die Bindungsstellen, ist die Menge des gebundenen markierten (bei konstanter Konzentration) Liganden eine Funktion der Konzentration des unmarkierten Liganden. Sur Auswertung ist es dann erforderlich, dass entweder (a) freier und Antikörper gebundener markierter Ligand durch geeignete Verfahren getrennt werden: z.B.
  • heterogene Methodiken, wie RIA oder ELISA , oder (b) freier und rezeptorgebundener markierter Ligand unterschiedliche Signale geben.
  • Als Markierung für die Liganden sind eine Reihe von Stoffgruppen mit speziellen physikochemischen oder biochemischen Eigenschaften bereits beschrieben worden.
  • Insbesondere wurden die Liganden mit Stoffgruppen, wie Erythrocyten, Latexteilchen, Radioisotopne, freien Radikalen, präparierten Bakteriophagen, fluoreszierenden Gruppen und Enzymen umgesetzt. Bezüglich eines solchen Standes der Technik wird z.B. auf die DE-AS 22 23 385, DE-OS 27 55 008 oder auch "Das Medizinische Laboratorium", S. Hirzel Verlag, Stuttgart, Band 31, May 1978, Heft 5, verwiesen.
  • In jüngerer Zeit ist auch der Einsatz von reversibel bindendem Enzymmodulator, der sich in nicht kovalenter Weise mit einem Enzym umsetzt, als Marker in der DE-PS 27 54 086 beschrieben worden. Dadurch, dass der Enzymmodulator sich in reversibler, nicht kovalenter Weise mit dem Enzym verbindet, ist es möglich, entweder durch die hemmende oder stimulierende Wirkung des Modulators auf die Enzymaktivität in der nachgelagerten Messreaktion analytische Bestimmungen durchzuführen. Daher wird in dieser Druckschrift nicht nur besonderer Wert auf eine reversible, nicht kovalente Bindung des Enzymmodulators mit dem Enzym, sondern auch darauf gelegt, dass die Bindungskonstante für die Assoziation des Enzymmodulators mit dem Enzym vorzugsweise im Bereich zwischen ungefähr 105 und ungefähr 109 und in jedem Fall unter 1011 Mol 1 liegt. Eine Reihe, diese Bedingungen erfüllender Enzymmodulatoren sind dort genannt worden.
  • Durch die Bereitstellung von reversiblen, nicht kovalent bindenden Enzymmodulatoren ist es zwar gelungen, ein weiteres Markierungssystem den bereits vorbekannten hinzuzufügen, ohne allerdings der ständigen Nachfrage nach der Schaffung von markierten Konjugaten genügen zu können, die einen weitgehendst störungsfreieren, mit hoher Empfindlichkeit an zeigenden Nachweis, der einfach durchzuführen ist, gestatten. Während bs spielsweise bei den Radio Immuno Assay Methoden die Gefahren der Handhabung radioaktiv markierter Substanzen, entsprechende behördliche Auflagen etc. hinderlich sind, beim Einsatz fluoreszierender Gruppen sich ein sehr limitierter Einsatz unter anderem aufgrund von Verstärkungsproblemen ergeben, hat sich bei der Verwendung von reversiblen, nicht kova-lent gebundenem Enzyminhibitor-Ligand-Komplexen das Problem mangelnder Sensibilität der Analysenmethode gezeigt. Diese ist nämlich direkt abhängig von einer Bezugsfunktion, die der Sättigungsfunktion des Bezugsenzyms mit dem Enzymmodulator-Ligand-Konjugat entspricht und somit durch die Affinitätskonstante K des Inhibitorkonjugats-Enzym limitiert. Durch Versuche hat sich gezeigt, dass,trotz hoher Affinitätskonstanten von Rezeptor-14 Ligandensystemen in der Grössenordnung von 1010 bis 10 Mol 1 sich bei Einsatz von reversibel, nicht kovalent bindenden Enzymmodulatoren nur Sensitivitäten des Messsignals im Mikromolbereich ergeben, die den steigenden Anforderungen an die Exaktheit der Methodik nicht immer entsprechen.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, neuartig markierte Systeme zu schaffen. Hiernach soll es insbesondere möglich sein, durch die Bereitstellung neuartiger Ligand-Marker-Konjugate, die bestehenden Analysenmethodiken zur Bestimmung von Haptenen, Antigenen, etc., zu bereichern und zu verbessern. Insbesondere soll die Bereitstellung der neuartigen Systeme eine hohe Ansprechbarkeit im p-Mol-Bereich der Analysenmethodiken ermöglichen, die möglichst störungsfrei, bequem auf - sofern gewünscht -homogene Weise durchführbar sein soll; Die erfindungsgemäse Aufgabe wird durch die Schaffung eines Enzymmodulator-Ligand-Konjugates gelöst, dessen Enzymmodulatorkomponente zur irreversiblen Aktivitätsbeeinflussung und/oder kovalenten-Binduns von Bezugsenzym befähigt und vorzugsweise diese Eigenschaft durch Anwesenheit von Rezeptor - üblicherweise geeignetem Antikörper -beeinflussbar ist.
  • Mit der Bezeichnung "Ligand" werden hier grundsätzlich all diejenigen Liganden erfasst, die in der DE-AS 22 23 385 in den Spalten 22 bis 46 beschrieben worden sind, worauf ausdrücklich für die Zwecke der vorliegenden Erfindung Bezug genommen wird. Die - kovalente - Bindung des Enzymmodulators an den Ligand erfolgt dabei i.a. an den Stellen des Liganden, wie dies ebenfalls in der DE-AS 22 23 385 beschrieben worden ist. Lediglich zur Erläuterung sei hier kurz angeführt, dass es sich hierbei unter anderem um Antigene, um Haptene oder auch um natürlich vorkommende Rezeptoren handeln kann. Unter diese Gruppe fallen eine Fülle biologisch aktiver Systeme, wie Hormone, z.B. Thyroxin, viele Steoride, wie die östrogene, Kortison, Kortikosteron oder östradiol, Polypeptide, wie Insulin aber auch Wirkstoffe von Arzneimitteln als solche, wie z.B. Pros glandine, Zucker, häufig eingenommene Dorgen, wie Benzdiazepione Antibiotika, etc..
  • Bei der Bezeichnung "Rezeptor" handelt es sich im Regelfall um sogenannte Antikörper, deren Gewinnung beispielsweise durch Immunisierung von Tieren mit entsprechend hoch gereinigtem Antigen, Carrier-gebundenem Hapten, etc., bekannt ist. Die Antikörper sind häufig -Globuline, die, wie eingangs ausgeführt, mit hoher Spezifität den Liganden zu binden vermögen. Unter der Bezeichnung Rezeptor sollen hier neben normalen Antikörpern auch sogenannte Anti-Inhibitor-Antikörper, gegebenenfalls in Kombination mit Anti-IgG-Antikörpern und/oder auch Fab-Fragmente verstanden werden.
  • Mit der Bezeichnung Bezugsenzym werden solche Enzyme bezeichnet, die sich in einer Messreaktion mit der Enzymmodulatorkomponente des Enzymmodulator-Ligand-Konjugates praktisch irreversibel und'oder kovalent binden, wodurch sich eine dementsprechend quantitative "Störung"bzw. "Blockierung der Enzymaktivität ergibt. Die Bezugsenzyme können somit aus der Reihe der auf dem Gebiet der Enzymologie bekannten Enzyme in Abstimmung mit der gewählten Enzymmodulatorsubstanz des Konjugatkomplexes ausgewählt werden. Diese können im Hinblick auf die Kriterien der Billigkeit, der Spezifität der Wirkung, ihrer Stabilität, ihrer Nachweisbarkeit, ihres Nichtvorliegens im endogenen System, etc., gewählt werden, wobei lediglich illustrativ z.B. D.H.F.-Reduktase, Pepsin, vorteilhaft auch in derivatisierter Form, z.B. als Acetylverbindung, Chymotrypsin, Esterase, Leucin, Aminopeptidase, Cathepsin D, Proteinase, etc., genannt werden können.
  • In überraschender Weise wurde gemäss der Erfindung gefunden, dass Enzymmodulatoren, die in kovalenter Weiseund/ oder praktisch irreversibel quantitativ das zugehörige Enzym binden und somit zu einer praktisch irreversiblen und quantitativen "Störung" bzw. "Blockierung" der Enzymaktivität in der Lage sind, diese Eigenschaft auch in Enzymmodulator-Ligand-Konjugaten beibehalten, wobei sich zusätzlich gezeigt hat, dass diese Eigenschaft durch den Hinzutritt von Rezeptor, im allgemeinen Antikörper, blockiert werden kann. Hierdurch ergeben sich eine Reihe von im folgenden noch weiter zu erörternden Vorteilen.
  • Das Enzymmodulator-Ligand-Konjugat, wird im allgemeinen aus dem quantitativ, irreversibel undyoder kovalent bindenden Enzymmodulator und dem Ligand nach Methodiken analog erzeugt, die aus der Bildung von Ligand-Marker-Konjugaten, bei denen andere Markersubstanzen, wie z.B. Enzyme, Coenzyme, etc., Verwendung finden,grundsätzlich bekannt sind. Die Kopplungsreaktionen hängen im wesentlichen von den am Ligand bzw. Enzymmodulator zur Verfügung stehenden bzw. einführbaren reaktiven bzw. aktivierbaren Gruppen ab. Im allgemeinen werden die bekannten Methoden der Peptid-Chemie,der Affinitätschromatografie, der Solid-Phase-Technologie, ganz analog angewandt. Mit Vorteil kann man, z.B. bei kleinen Haptenen, analoge Reaktionen, die zur Synthese des Antigens, d.h. Kopplung an Albumin, Thyroglobulin etc., verwendet werden, einsetzen. Vorteilhaft sind auch Kopplungsverfahren mit bifunktionellen Reagentien, wie z.B. Carbodiimiden (z.B. 1-Cyclohexyl-3- (morpholinäthyl) -carbodiimid), Glutaraldehyd, m-Maleinimidobenzyl-N-hydroxysuccinimidester, etc., sowie spezielle Verfahren, wie die reduktive Sminierung, gemischte Anhydrirlmethnden, Thioätherverfahren, etc. Bei grösseren Liganden ist manchmal auch die Einführung einer verlängerten Kette, auch "Spacer" oder "Brücke" genannt, mit einer Länge von etwa 1 bis 20 C-Atomen vorteilhaft.
  • Wesentlich ist bei der zur Bildung des Enzymmodulator-Ligand-Konjugates führenden Kopplungsreaktion, dass die in dem gebildeten Konjugat enthaltende Enzymmodulatorkomponente zur quasi irreversibelen und/oder kovalenten Bindung des gewählten Bezugsenzyms befähigt bleibt und hierdurch eine irreversible"Aktivitätsstörung" regelmässig die völlige Aktivitätsblockierung erhalten bleibt. Diese Eigenschaft der Enzymmodulatorkomponente des Enzymmodulator-Ligand-Konjugates ist vorteilhaft durch den Zutritt von geeignetem Rezeptor beeinflussbar und bei Anwendung geeigneter Verfahrensführung im allgemeinen quantitativ abschirmbar, wodurch sich eine überaus empfindliche Beeinflussung der Bezugsmessreaktion Enzym:Substrat ergibt. Letztere kann dann zur Be-Bestimmung des Liganden in homogenen wie heterogenen Verfahren ausgenutzt werden.
  • Nach einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besitzt der Enzymmodulator im Konjugat eine Affinitätskonstante zum Bezugsenzym von 1010 bis 1015. und vorzugsweise von 1011 bis bzw. mehr als 1011 bis 1014 Mol-1 Als Enzymmodulator kommen mit Vorteil sogenante "Affinity-Labeling-Substanzen" bzw."Active site directed"-Reagentien in Betracht, die sich unter Erhalt ihrer charakteristischen Eigenschaften an Liganden binden lassen. Unter diesen kommen Ks-Reagentien, K+5+-Reagentien und Kcat-Reagentien, die auch "suizide" Reagentien genannt werden, in Frage, wobei hierunter im allgemeinen Modulatoren des K+s+-Typus aufgrund ihrer extrem spezifischen Wirkung bevorzugt sind. Nachstehend werden beispielhaft im Rahmen der Erfindung besonders bevorzugte Enzymmodulatoren angeführt, die sich für die Bildung des erfindungsgemässen Konjugates eignen. In der nachfolgenden Aufstellung sind neben der Modulatorkomponente, die eine Inhibitorkomponente darstellt, auch zugehörige "Bezugsenzyme angeführt:
    Enzym Inhibitor
    Alcollol-
    debydrogellase H OH
    H.
    dellydrogenase | NH
    hInlnt- H I~O
    dehydrogenase .C=O
    Olutamat-
    dellydrogellase
    O O
    IIRCLRI- %-C'cP
    dcIytl r(>gt'Ilat'
    Oxalat
    Triosel)liosplnlt~ n-Tllreose 2,4-bispllosllllal
    dc1ydrogcmt.c
    Transe nrboxylase ()xalaH
    I'yruval- kinnse
    NH-Asp
    Aspartat CH,
    tnult;carl,- 0=p-oI(
    nmylase dII
    PALA
    H
    R-C--COOH
    Pyri<Iuamii- NH
    pyruvnt~ CRt
    trans:llllillase +
    u
    Pyridoxylalanin
    00000
    II II II II
    A(iellylalkinase 5' AOPOi:OPOPGPO5' A
    00000
    H H H H H
    Crentin~kinllse
    Arginin kinnYe AOPOPO--NO,--NHsR
    -Rezym aLi>i(or
    ArvtyI(IL()!i:- Borsäuren
    esternYe
    Chylllotryl)#i
    SUI)tilisitz
    H
    I'al>nio R--E
    Ilaalnuc 1'
    AspnnrRitlnae
    Ami(l:lse Aldehyde.
    (hemlacet.lle)
    069
    Glynono-
    iaclon.
    C;lyclsi<llwrn lartoa
    0
    CO NH,
    1-Amlno-
    glycosid
    HO
    HtC il
    Purin- yy/if
    dentllilla.«5erl
    H OH
    H
    uK
    v
    Pyrimi(lill H OH
    deaini'ia.c n
    II
    ¢- cM,-CH-COOH
    carboxy-
    peptidase A
    HO-C=O
    senzylsucetnat
    Enzylll IniIl,ilor
    Oxalt)aeetat- Osalllt
    de( nrlxoxylase
    PIOP
    I(olr)cooll
    Ril,tlloe His- l>i?i-
    OH
    Dhosl'llst- HHCIOH
    rarlosyltrsc CH,OP
    CIZor
    c'-0o-
    bl<lolasc CII,
    OP
    2-PhofiphoRlycr>lo-
    hydroxamat
    COOH
    cO
    CII
    e(3 NH
    i'rolill rnteemnso coOG
    H
    Steroitl
    -i.uIncra.<, $i)
    TriosephoHpilat- o
    isomerase C-0'
    R
    Clueose-o- NH-OH
    phosphotu C~ 0°II
    isomerase C- 0
    Enzym Inhibitor
    Aminosäure AMP-O-C112- Cl'R-Nit?+
    aktivierende
    Enzyme CH,
    I crl,
    O=SNPe
    <;lutall) CE )
    epntllc!lasc. (CB,),
    NH,- C-COOII
    Besonders günstige Ergebnisse werden auch mit D-Galactal (ß-Galactosidase) erhalten.
  • Eine weitere bevorzugte Klasse von Enzymmodulatoren, die sich für die Bildung des erfindungsgemässen Konjugates eignen, sind Haloketonanaloge von NAD
    Icagerz Enzyne
    0
    »gCCH,8r
    LActnt
    dchydropcnnse
    NAI) kinase
    3-Bromoacetyl-
    pyridin
    0
    CCH,Br
    N
    N
    CH2CH2COOH Lact:t
    dcllydr<lgennsa
    3-Bromoacetyl
    1 -carboxyethyl
    pyridinium (ion)
    Alkoholdehydrogenase P-[3-(2-Bromoacetylpyridinium)propyl]-P²-5'-adenon-5'-yl diphosphat Leber-Alkoholdehydrogenase Nicotinamid [5-(bromoacetyl)-4-methylimidazol-1-yl]dinucleotid Alkoholdehydrogenase Estradiol 17ßdehydrogenase 3-Chloroacetylpyridinium adenin dinucleotid Andere, für die Bildung der erfindungsgemässen Konjugate besonders geeignete Verbindungen sind "Site-specific"-Haloketone, z.B. gemäss nachstehender Formel, die sich besonders gut für Bestimmungen der ebenfalls angegebenen Proteine als Bezugsenzyme eignen:
    Reagen z Protein
    II,I3r
    c=o
    ßNOZ Trallsgitlltttllillltffe
    I3 NO, TnuluKll(aminrrNC
    2-Bromo-4'-hydroxy-3'-
    nitroacetophetnJn-
    /-=-7 11 C-CH,CI
    H3Co SN HCi1
    ½ Lu(:fcrase
    (S)-N-,fee-(ChloroacetylJphenethyli-
    p-toluenesulíonanHde
    0
    II
    -cIi2CI
    NH2- C- t
    H2 Tyr, I'llo.trrLnsport
    I,roteiir in
    Uucillus sulliliu
    (S)-3-Amtnn.l-chloro-
    4-phenyl-2-butanon
    -cH2cl Neutrale Amino-
    H2NH, säure-transport-
    protein
    l-Amlno-3-chloro- in Trypanosoma
    2-propanon brucci
    Rengcnz Protein
    CH2Dr
    N1- -U
    CHsCll vlsoleucill: tltblA
    (H2 linse
    CEX,
    (3S,4S)-3-Amlno-l-bronlo-
    rl-methyl--hcxanon
    0
    I I
    NH,-C-II
    4}{2 Carl,Rmyll,llosl>Ilnt-
    ¢=0 synl)lctn?ic
    CH2CL
    (S)-2-Amlno-5-
    chlorolevullnsäure
    0
    -CI12CI
    NHlZHC<2Cl LVnline: (ISA
    C ligszse
    H,C/ ligluo
    (S)-3-Amlno-l-chloro-
    4-nlethyl-2-pentanon
    0
    II0-
    c}12-op
    0
    H-Dr RibuloscLial>hoöl>lnt-
    cH2rorio. esrboxylase
    0
    (R, 5)-3-Bronno-1, 4-
    dlhydroxy-3-butanonw
    1, 4-blphosphat
    Im Hinblic- auf die Blockierung so bekannter Enzyme, wie Chymotrypsin, Trypsin, Thrombin, Calecrein, Papain, etc., kommen halogenierte Derivate von Aminosäuren und Peptiden mit Vorteil in Betracht, wie sie nachstehend angeführt sind.
  • Inhibitor Enzyme TosPheCH3Cl Chymoirypsin Z-(Hy-Leu-PheCH3Cl Z-(Hy-Leu-PheCH3Cl Cathepsin (1 Z-PheCH3Br Subtilisin Z-Ala-Gly-PheCH3Cl Ac-Phe-Gly-Ala-LeuCH3Cl Phe-Ala-LysCH3Cl Boc-Gly-Leu-PheCH3Cl Streptomyres griseus protense B Ar-AlaCH3Cl Elastase Ar-Ala-Ala-AlnCH3Cl Ar-Ala-Ala-Pro-AlaCH3Cl Tos-LysCH3Cl Trypsin Tos-ArgCH3Cl Lys-Ala-LysCH3Cl Tos-LysCH3Cl Aerosin Tos-LysCH3Cl Thrombin 11<1 Glu-Ala-LysCH3Cl Tos-LysCH3Cl Plasmin Z-LysCH3Cl Kallikrein Ala-Phe-LysCH2Cl Z-PheCH2Cl Carboxypeptidine Y Tos-PheCH2Cl Carboxypepthinse C Tos-PheCH2Cl Arid carboxypeptidases Tos-PheCH2Cl Pspain Z-Gly-Leu-PheCH2Cl Tos-LysCH2Cl Clostripsin Tos-PheCH2Cl Calbespin Bt Ac-Aln-Ala-AlaCH2Cl Tos-LysCH2Cl Cocoxmase Schliesslich können auch Haloacetylderivate etwa der folgenden Art angeführt werden:
    Protein modifiz.Aminosäure Produkt
    -NH-CH-CO-
    Papain Cystein CH1
    8 C}t: COO
    -NU-C?l-C0-
    CarhoxypeptielaFe" (;lutami ,Cil,)2
    COOCE12COO-
    -Nfl-Cl(-CO-
    cil,
    Cnrbonie anhyelrase' IliJtitlis N-CHCOO
    N N- CH1-COO
    -NH-CICO-
    Staphyloc.occal nucle:wses Lysin (Cil2)4
    morc-31,"
    hfOI>C-3I.3" I
    NH-CI,COO-
    ß-Cnlactosixlase' 3çfethioninj (cit12 )2
    chymotrypsirl'P j
    HIC-S-CH, COO
    -NH-CH-CO-
    Trypsin11 Serin I
    O-ClICOo
    -NH-Cll-CO-
    C,
    Staphyloeoeeal nu,Iease' Tyrosin
    3.101'C-315"
    0-CH2-C00
    Schliesslich. sind auch Inhibitoren des Aza-aminosäure- bzw.
  • Aza-peptid-Typus von Interesse, wie sie beispielsweise auf Seite 215 von "METHODS IN ENZYMOLGY", Vol. 46, 1977, Academic Press, New York, San Francisco, London, beschrieben wurden. Als weiteres mit Chymotrypsin reagierende Active-site-Substanz sei N-Nitroso-N-benzylamid von N'-Isobutyrylphenylalanin und dessen zyklische Analoge genannt (aaO, S. 217). Als Kcat-Reagentien können z.B.
  • noch Inhibitoren von Serin und Thiolprotinasen aufgeführt werden, wobei insbesondere auf Leupeptin als Inhibitor für Plasmin, Trypsin, Papain und Catepsin B hingewiesen wird. Auch einige Leupeptinanaloge können in Betracht kommen, in denen Leu durch Ile oder Val ersetzt sein kann.
  • Andere Inhibitoren, die eine chemische Bindung eingehen und irreversibel wirken, sind z.B. die folgenden Inhibitor Enzym 2-Amino-4-pentinsäure(I) -Cystathionase 2-Amino-4-chlor-4.-pentensäure (II) 3,3-Dichloralanin (III) 3,3,3-Trichloralanin (IV) (IV) Alanin-racemase D-Cycloserin (IV) Tryptophanase Trpytophan-synthase (B2) (IV) und (a2ß2) 2-Hydroxyl-3-butinsäure Lactat-oxidase N ,N-Trimethyl-2-propinylamin Monoamin-oxidase ß-Aminopropionitril 2-Bromäthylamin Plasma-amin-oxidase 2-Propinylamin 2-Chlorallylamin Phenylglycin P-Nitrophenylglycid Aminoacetonitril (IV) ß-Cystathionase 2-Amino-3-hydroxypropyl-1,3'-carboxy-3'-amino-1'-propenyl-1-äther L-2-Amino-4-methoxy-trans-3- Aspartat-aminotransbutensäure ferase Äthanolamin-sulfat γ-Aminobuttersäure-α-ketoglutarat-transaminase Formylglycinamid-ribo-nucleo-Albiziin tid-amidotransferase Azaserin Diazooxonorleucin Diazooxoanorvalin Transpeptidase (membran-6-Aminopenicillansäure gebunden # 3-7-Aminocephalosporinsäure B6 -gebundene Enzyme Mimosin Physo s tigim Serin-protease Methionin-sulfoxin Glutamin-synthetase Rotlauf-Toxin (wildfire toxin) Dextranblau Enzyme mit einem Bedarf an Nueleotiden, wie Malatdehydrogenase und Lactatdehydrogenase o-Dianisidin-dextran Peroxidase Aber auch andere Verbindungen kommen in Frage, wie beispielsweise proteingebundene Pyruvatdehydrogenase, 5-Fluor-2'deoxyuridin-5'-(4-aminophenyl)-phosphat, etc..
  • Für die Herstellung der erfindungsgemässen Konjugate überaus bevorzugte Inhibitoren, die sich sowohl durch einen hohen Wert der Affinitätskonstante als auch eine praktisch irreversible und/oder kovalente Bindung auszeichnen, sind die folgenden: 1. (TTPP)Thiamin-thiazolon-pyrophosphat (TTTPP)Thiamin-thio-thiazolon Pyruvat-Dehydrogenase Phyrophosphat Pepstatin Pepsin Chymostatin Chymotrypsin Antipain Papain Elastinal Elastase o-Dianisidin Peroxidase 2. 5-Fluor-2'-Deoxyuridylat + 5,10-Methylentetrahydrofolat Thymidylat Synthetase Dichlormethotrexat + NADPH DFH-Reduktase Methotrexat Aus der obigen Aufstellung wird ersichtlich, dass erfindungsgemäss bevorzugte Enzymmodulatorkomplexe ihre hohe Bindungskonstante erst durch gleichzeitige Anwesenheit eines oder mehrerer weiterer Reaktionspartner erhalten können: Es liegen dann stabile komplexe vor, z.B. Komplexbildungskonstante von Methotrexat mit DHF-Reduktase allein 109(M 1); 12 1 dagegen in Anwesenheit von NADPH 1012 (M 1) oder z.B.
  • 5-Fluor-2'-Deoxyuridylat mit Thymidylatsynthetase allein P 106(M 1) in Anwesenheit von 5,10-Methylentetrahydrofolat # 1013 (M-1).
  • Für die Zwecke der vorliegenden Erfindung werden daher bevorzugt auch Enzymmodulatoren mit "Hilfssubstanz" in Betracht gezogen, wobei die gleichzeitige Anwesenheit dieser "Hilfssubstanz" dem Modulator die erfindungsgemäss gewünschten Eigenschaften verleiht. Insbesondere bevorzugt sind hier wiederum Reduktasen, die mittels NADPH-Zusatz wesentlich besser bzw. schneller mit active site directed-Substanzen reagieren.
  • Die oben genannten besonders bevorzugten Enzyminhibitoren weisen zum grossen Teil ein recht geringes Molekulargewicht auf, und sind zum Teil durch mikrobielle Synthese zugängig. Aufgrund des geringen Molekulargewichtes lassen sie sich durch Rezeptoren.. auch mit besonders hoher Wirksamkeit blockieren, wodurch- sich eine besondere Eignung für Messzwecke ergibt. Bezüglich der Synthese solcher und anderer Substanzen wie unter anderem auf '2The Japanese Journal of Antibiotics", Dezember 1977, S. 121 ff. hingewiesen.
  • Durch eingehende Untersuchungen konnte festgestellt werden, dass aufgrund der praktisch irreversiblen und häufig quantitativen Enzyminhibierung, die durch die Enzymmodulatorkomponente des erfindungsgemässen Konjugates ausgelöst ist, dessen Nachweis nicht mehr von einer eventuell nur teilweisen oder im unterschiedlichen Ausmass erfolgenden Verringerung der enzymatischen Aktivität der zugehörigen Messreaktion abhängig ist. Dadurch liegt die Limitierung der Signalempfindlichkeit nur noch in der Empfindlichkeit des enzymatischen Nachweises. So kann beispielsweise beim Einsatz spezieller Enzymmodulatoren, z.
  • B. Pepstatin, sowohl mit kleinen Substraten, wie z.B. Phe-Gly-His-4-Nitro-Phe-Phe-Val-Leu-OMe, als auch mit grossen Substraten, wie z.B. Hämoglobin, eine Empfindlichkeit von kleiner als 0,1 p-Mol erreicht werden.
  • Abgesehen von der enormen Steigerung der Empfindlichkeit von Messverfahren, in denen die erfindungsgemässen Konjugate Einsatz finden, gegenüber der Verwendung von Konjugatkomplexen, die auf reversibel, nicht kovalent bindenden Enzyminhibitoren aufbauen, ergeben sich weitere Vorteile bei der Bestimmung von Liganden, bei denen die physiologischen Verhältnisse bei ihrer Bestimmung erschwerend wirken. So werden eine Reihe 'kleiner" (Molgewicht bis 1000) Hormone, wie z.B. T3, T4, Cortisol oder Testosteron, im Blut ebenso wie eine Reihe von Pharmaka, z.B.
  • Digoxin, Digitoxin, etc., zu einem beträchtlichen Teil an endogene Proteine , wie z.B. TBG, CBG, Albumin, etc., gebunden. Zur Gesamtbestimmung dieser Hormone muss diese Bindung zu den Bindungsproteinen gelöst werden. Durch den Einsatz der erfindungsgemässen Konjugate ist es nun möglich, die pH-Abhängigkeit der vorstehend genannten Bindungen auszunützen und den pH-Wert der Lösungen so stark nach oben (alkalisch) oder nach unten (sauer) zu verschieben, dass die Bindung Hormon-Serumprotein, sich nicht mehr bei der Messung störend auswirkt, während der Rezeptor aber seine Bindungsfähigkeit beibehält. Auch hierdurch zeigen sich erhebliche Vorteile gegenüber dem Einsatz reversibler Enzyminhibitoren in entsprechenden Ligandkonjugaten, da diese in derartigen pH-Bereichen im allgemeinen keine ausreichende Enzyminhibierung bzw. keine ausreichend empfindliche Nachweise ergeben.
  • Bei Einsatz von Pepstatin in dem erfindungsgemässen Konjugat ergibt sich für eine Vielzahl von zugehörigen Liganden eine praktisch irreversible Inhibierung des Bezugsenzyms Pepsin.
  • Dabei ist besonders hervorzuheben, dass die irreversible Blockierung des Pepsins in einem pH-Bereich von 1 bis 5,5 erfolgen kann. Auf diese Weise lassen sich Bestimmungen von proteingebundenen Liganden ohne spezielle irritierende Zusätze (wie z.B. ANS für T4) und ohne Signalempfindlichkeitsverlust und ohne zusätzliche Umpufferungsschritte ausführen, weshalb der Einsatz von Pepstatin in den erfindungsgemässen Konjugaten besonders bevorzugt sein kann.
  • Die hier geltend gemachten Vorteile treffen nicht nur auf Pepstatin und dessen strukturanaloge Modifizierungen, sondern für eine Vielzahl der vorstehend angegebenen quantitativ und praktisch irreversibel inhibierenden Enzymmodulatorkomponenten des Konjugates zu.
  • Die Verfahren unter Anwendung des Enzymmodulator-Ligand-Kon jugates zur Bestimmung eines Liganden und insbesondere biologisch wirksamer Verbindungen sind dadurch gekennzeichnet, dass man in einem flüssigen Medium die (Serum) Probe, das Enzymmodulator-Ligand-Konjugat, einen unter Beeinflussung der Aktivität der Enzymmodulatorkomponente reagierenden Rezeptor, das Bezugsenzym und ein Substrat hierfür in geeigneter Reihenfolge zusammenführt und die Aktivität des Bezugsenzyms misst. Das Verfahren kann in homogener Weise durchgeführt werden, was häufig die bequemste Methodik darstellt.
  • Genauso ist es aber auch möglich, eine heterogene Verfahrensweise anzuwenden, wobei die bekannten Trenntechniken, wie Solid-phase-Technik (immobilisierter Rezeptor), Trennungstechniken, wie z.B. mit Ammoniumsulfat, Polyäthylenglycol (PEG) oder Doppelantikörper und Adsorptionstechniken, wie z.B. an Kohle, Ionenaustauscher etc., zugrundegelegt werden.
  • Nach -erfolgter Trennung wird die tntsprechend verbliebene Modulatorkonjugataktivität (frei oder gebunden) vermessen.
  • Die homogene Arbeitsweise beruht im Prinzip darauf, dass nach der Komplexierung des Ligand-Enzymmodulator-Konjugates mit dem Rezeptor, normalerweise einem Antikörper, die Enzymmodulatorwirkung verloren geht bzw. stark verändert wird. Durch eine anschliessende Reaktion des-Bezugsenzyms mit dem vorhandenen Substrat bzw. die Inhibierung dieser Reaktion und die Messung der Enzymaktivität nach bekannten Methoden, vorzugsweise z.B.
  • mit chromogenen oder fluorogenen Substraten oder auch mit gekoppelten Lumineszenzreaktionen, kann die verbliebene Enzymmodulatoraktivität nachgewiesen werden.
  • Die Reihenfolge der Zugabe der einzelnen Komponenten hängt von der zu bestimmenden Substanz (=Ligand) ab, wobei die sich ergebenden verschiedenen Möglichkeiten nachfolgend noch ausführlicher dargelegt werden. Im wesentlichen handelt es sich meistens um mehrere Inkubationsperioden hintereinander.
  • Die nach Bildung des "Koluplexc" aus Ligand-Enzymmodulator-Konjugat und Rezeptor vorhandene bzw. verbliebene Enzymmodulatorwirkung ist normalerweise ein Mass für das freie (nicht Rezeptor gebundene) Ligand-Enzymmodulator-Konjugat. Durch Herstellung von Standards mit bekannten Mengen der zu bestimmenden Substanz können Eichkurven erhalten werden, mit denen die zu bestimmenden (im Hinblick auf den Gehalt an Ligand unbekannten) Proben in Bezichung gesetzt werden können. Das gleiche Prinzip lässt sich auch in Form von Solid-phase-Techniken, z.B. mit immobilisierten Antikörpern, durchführen.
  • Der Nachweis der noch vorhandenen Enzymmodulator- bzw. Inhibitoraktivitäten erfolgt mit Hilfe von Enzymmodulator- bzw. Enzyminhibitorkonzentration abhängigen Bezugsenzymsubstratreaktionen.
  • Bereits vorstehend wurde dargelegt, dass zur Messung dann chromogene oder fluorogene Substrate oder Lumineszenzreaktionene als Hilfsreaktionen verwendet werden.
  • Bei der Bestimmung von Proteinen kann es bei erstellung des Ligand-Enzymmodulator-Konjugates, in dem der Ligand demnach ein Protein ist, zweckmässig sein, mehrere Enzymmodulatoren bzw. Inhibitoren pro Molekül anzukoppeln. Die (sterische) Hinderung der Modulatorwirkung kann in diesem Fall nach dem Zutritt von Antikörpern durch zusätzliche Anti-IgG-Antikörper, d.h. eine zusätzliche sterische Hinderung für die Reaktion Enzym/Enzymmodulator, verstärkt werden. Das nicht komplexierte Ligand-Enzymmodulator-Konjugat ist auch hier-üblicherweise für das Bczugsenzym zugänglich, weshalb die gemessene Aktivitätsveränderung des Enzyms mit dem freien, d.h. nicht antikörpergebundenen Anteil des Ligand-Enzymmodulator-Konjugates korrespondiert.
  • Wenn das Enzym, wie beispielsweise im Falle von Pepsin, relativ klein ist, der nachzuweisende Ligand aber beispielsweise sehr gross ist, z.B. das "Australia"-Hepatitis-Antigen, so ist der gekoppelte Enzymmodulatoranteil, auf den nachstehend auch als Inhibitoranteil Bezug genommen wird, sterisch eventuell schwer zu blockieren. In diesem Fall kann durch den Einsatz von Anti-In}libitor-Antikörpern zusammen mit Anti-IgG-Antikörpern (möglicherweise schon vorreagiert), die Inhibitorwirkung des gebundenen (im Antikörper-Antigen-Komplex gebundenen) Modulators mit anschliessender enzymatischer Inikatorreaktion erfasst werden.
  • Werden in diesem raile sogenannte Solid-pha sc-Techni ken mit immobilisierten Antikörpern angewandt, so kann die Messgrösse sowohl das frcie als auch das gebundene Ligand-Enzymmodulator-Konjugat, je nach Durchführung der Methodik, erfassen. In der speziellen "Sandwich"- (bzw. two side assay") Variante der Solid-phase-Techniken können auch Antikörper-Inhibitor-Konj:ugate verwendet werden.
  • Es braucht hier nicht weiter dargelegt werden, dass im Hinblick auf die Enzymreaktion vorliegenden Substrate besonders ausgewählt werden. Hier sind spezielle "massgeschneiderte" chromogene oder fluorogene Substrate, z.R.
  • für kleine Peptidc z.B. proteolytische Enzyme, bekannt, die nach Reaktion eine starke Änderung der Absorption, Extinktion Emission, des Emissionsmaximums, etc., ergeben. Hierbei ist es bekannt, auch die Empfindlichkeiten durch Kopplung mit einem Lumineszenzenzymsystem zu steigern. Wenn eine heterogene Durchführung der Reaktion gewählt wird, bieten sich bekannte Solid-phase-Substrate an, z.B. Proteine (Kaseine oder Hämoglobin) oder spezielle kleinere Peptide, die an eine feste Matrix gekoppelt sina, z.B. an eine Gelfiltrationsmatrix, Polyacrylamid, Glaspartikel, Agarose, etc.. Zur Optimierung sind auch Kopplungen an Enzymketten möglich.
  • Es gibt eine Vielzahl von Möglichkeiten, das grundsätzliche, erfindungsgemässe Verfahren auszuführen. Dies soll nachstehend weiter erörtert werden: Bestinunungsmethodiken für relativ kleine Moleküle, z.B.
  • Haptende mit relativ geringem Molgevicht: Das Verfahren zur Messung des Liganden, d.h. HaE)tcns, oder auch Antigens in einer biologischen Probe kann sich durch folgende Schritte auszeichnen: a) Der Probe wird eine bestimmte Menge (Uberschuss) eines An-Antikörpers zugesetzt, der gegenüber dem Ligand in der Probe spezifisch ist, um einen Ligand-Antikörper-Komplex zu bilden.
  • b) Dem unter a)- gebildeten Gemisch wird eine bekannte Menge einer Lösung des Ligand-Enzymmodulator-Konjugates zugesetzt und zwar möglichst mit einem Uberschuss gegenüber der Menge, die erforderlich ist, um die Menge-des nicht gebundenen Rezeptors bzw. Antikörpers zu komplexieren.
  • c) In dem Gemisch von b) erfolgt die Zugabe einer bekannten Menge einer Lösung des für den Enzymmodulator-Teil spezifischen Enzyms, so dass der nicht rezeptorgebundene Anteil möglichst quantitativ an das Enzym gebunden wird und modulatorisch, d.h. im allgemeinen inhibitorisch, wirkt.
  • d) Zu dem Gemisch c) erfolgt die Zugabe einer bekannten Menge einer Substratlösung, so dass die verbleibende Enzymkonzentration (Aktivität) erfasst werden kann, z.B. durch ein Substrat mit chromophorer, fluorophorer oder Lumineszenz-Nachweismöglichkeit. Hierbei sollte die Substratkonzentration derart gewählt sein, dass möglichst eine Enzymsättigung gewährleistet ist.
  • Das obige Verfahren kann in der angegebenen Reihenfolge, jedoch auch in andersartiger Anordnung durchgcführt werden. Dies soll nachstehend schematisch anhand von Kurzbezeichnungen der jeweiligen Komponenten gekennzeichnet werden. Hierbei bedeuten Pr = Probe Ak = Rezeptor (=Antikörper) H = Ligand (=Hapten) I = Enzymmodulator (häufig = Inhibitor) HI = Ligand-Enzymmodulator-Konjugat E = Enzym S = Substrat /-Ak = Rezeptor (=Antikörper) immobilisiert Ag = Ligand (=Antigen) AgI = Antigen-Enzymmodulator-Konjugat IgG = Immunglobulin IAk = Antikörper-Enzymmodulator-Konjugat Im folgenden werden nun einige Verfahrensvarianten, die nicht als Beschränkung aufzufassen sind, dargestellt: 1. a) Pr + Ak b) +HI c) + E d) + S 2. a) Pr + Ak + S b) + HI c) + E 3. a) Pr + Ak + E b) + HI c) + S 4. a) Pr + AK b) HI + S c) + E 5. a) Pr + AK + E b) + HI + S 6. a) Pr + /-AK + HI b) im Eluat + E c) + 5 7. a) AK + HJ b) + Pr c) + E d) + S 8. a) Ak + Pr + BJ b) + E c) + S Die obigen Verfahrensvariaten sind z.B. anwendbar für T3.
  • T4, rT3. T2, etc. ..., für Steoride, wie- z.B. Cortisol, östriol, östradiol, Testosteron, Progesteron, ... , für Pharmaka, wie Digoxin, Digitoxin, Phenytoin, Diphenylhydantoin, Morphin, Gentamycin, Amphetamin, Barbiturate, etc., sowie auch für Vitamine, Nahrungsmittelschadstoffe, Herbicide, Insekticide, Aflatoxine, etc..
  • B. Zur Bestimmung grosser Moleküle, z.B. Antigenen mit höherem Molekulargewicht eignen sich Verfahren gemäss obigen Varianten, bei denen zusätzliche Antikörper, nämlich von Anti-IgG-(Anti-Antikörper) von anderen Tierspezies bzw.Anti-Inhibitor-Antikörper einaesetzt!serden. Anstelle von Antikörpern können eventuell auch Fab-Fragmente zur Verhinderung von Präzipitationen und zur Messung der Geschwindigkeit der Enzymaktivität (4Abnahme) hinzugefügt werden. In diesen Fällen lassen sich die verschiedenen Reagenzien durch eine Reihe von Methodiken kombinieren, die in der parallelen Anmeldung des Anmelders vom gleichen Tage mit dem Titel "Verfahren zur kompetitiven Bestimmung von Liganden" ausführlich beschrieben worden sind. Es kommen aber auch andere, spezielle-Methodiken, von denen nachstehend einige aufgeführt sind, in Betracht: Das erfindungsgemässe Verfahren wird nachstehend anhand von einigen nicht optimierten Versuchsbeispielen zur Herstellung des Konjugates, zur Herstellung von rezeptorgebundenem Konjugat, zur Ermittlung von entsprechenden Eichkurven, u.a. zur Bestimmung der Antikörpermenge erläutert. Hierbei können die Versuchsbedingungen zur Herstellung des Konjugates, zur Reaktion mit Rezeptor etc. in,dem Fachmann,bekannterWeise je nach Wahl des speziellen Systems Ligand-Enzymmodulator-Bezugsenzym, gewählt werden. Im allgemeinen ergeben sich die folgenden Reaktionszeiten für die einzelnen Schritte: A) bei Haptenen: Reaktionszeit Antikörper/Hapten 5 Minuten bis 30 h Reaktionszeit Enzym/Enzymmodulator 0 " " 60 Minuten Enzym-Substratreaktionszeit 10 Sekunden b. 60 Minuten B) für grössere Liganden, d.h. Antigene etc.: Reaktionszeit Antikörper/Antigen 3 Minuten bis 30 h Reaktionszeit Enzym/Enzymmodulator 0 " " 60 Minuten Enzym-Substratreaktionszeit 10 Sekunden b. 60 Minuten Reaktionszeit Rezeptor/Enzymmodulator 1 Minute bis 6 h Diese Verfahren sind beispielsweise anwendbar für Antigene, wie TSH, HCG, Prolactin, IgG, Hepatitis-Antigen, etc.
  • 1. Synthese des Pepstatin-Thyroxinäthylester-Konj ugates: 0,1 mMol Pepstatin werden in 10 ml trockenem Dimethylsulfoxid gelöst. Dann werden 10 ml trockenes Tetrahydrofuran hinzugegeben.
  • Die Lösung wird auf OOC abgekühlt und mit 0,125 mMol Tri-nbutylamin versetzt. Es folgen 0,1 mMol Chlorameisensäureisobutylester. Nach 15 Min. werden 0,1 mMol Thyroxinäthylester hin zugegeben. Nach 2 h bei Raumtemperatur ist die Reaktion beendet. Das Reaktionsgemisch wird mit Wasser in der Kälte versetzt. Der Niederschlag wird abgesaugt und kann so weiter verer.det werden.
  • In analoger Weise wurde ein Konjugat aus IgG mit Pepstatin und auch Dichlormethotrexat hergestellt.
  • 2. Synthese des Dichlor-methotrexat-E -Aminocapronsäure-HuIC;G-Konjugates: 0,1 tTol Dichlor-methotrexat werden in 10 nl trockenem Dimethylsulfoxid gelöst. Dann werden 10 ml trockenes Tetrahydrofuran hinzugegeben.
  • Die Lösung wird auf 0°C abgekühlt und mit 0,125 mMol Tri-nbutylamin versetzt. Es folgen 0,1 mMol Chlorameisensäureisobutylester. Nach 15 Min. werden 0,1 mMol £-Aminocapronsäure hinzugegeben. Unter Rühren erfolgt die Reaktion innerhalb von 2 h bei Raumtemperatur. Das Reaktionsgemisch wurde erneut auf 0°C abgekühlt und mit 0,1 mMol Tri-n-butylamin versetzt. Es folgen 0,1 mMol Chlorameisensäureisobutylester. Das Reaktionsgemisch wird nach 15 Min. zu einer Lösung von 150 mg HuIgG in 20 ml Wasser gegeben. Nach 2 h wird gegen Wasser dialysiert; insgesamt 16 h. Das Dialysat wird gefriergetrocknet.
  • 3. Abhängigkeit der Pepsin-Enzymaktivität von der Td-Ester-Pepstatinkonjugat-Menge Zu 500 l Hämoglobin-Sephadex Gel werden eine- Lösung, die T4-Ester-Pepstatin-Konjugat, das gemäss Vorschrift 1) erhalten wurde, enthält, und 200 ng Pepsin zugesetzt, 30 Min. bei 400C inkubiert, zentrifugiert und der Uberstand gemessen: T4-Ester)-Pepstatin-Konjugat E (p Mol) 0,627 1 0,555 2 0,481 3 0,412 4 0,340 5 0,265 6 0,196 Aus den obigen, nicht optimierten Daten wird ersichtlich, dass die Inhibitorkomponente des Konjugats ihre inhibierende Wirkung voll beibehalten hat.
  • 4. Abhängigkeit der antikörpergebundenden T4-Menge von der zugesetzten T4-Pepstatin-Konjugat-Menge Dieser Versuch wurde durchgeführt, um zu zeigen, dass die Bindungsfähigkeit des Ligandanteils des Konjugates mit Antiligand-Antikörper erhalten bleibt.
  • T4-Antikörper (vom Kaninchen) wird mit einer bestimmten Menge radioaktiv markiertem T4 versetzt. Nach Zugabe von unterschiedlichen Mengen T4-Pepstatin-Konjugat wird nach einer Reaktionszeit von 25 Min. Aktivkohle in Barbitalpuffer zugesetzt und 5 Min. zentrifugiert. Gemessen werden Aliquote des Uberstandes. Es ergab sich folgende Dosiswirksamkeitskurve: T4-Ester-Pepstatin-Konjugat counts per Minute (pMol Konjugat) antikörpergebundener Tracer (cpm) 0 26500 1 22500 2 18750 3 15500 4 13000 5 12000 10 10000 5. Enzymaktivitäten in Abhängigkeiten von T4-Pepstatin-Konjugat, T4 und T4-Antikörper Zunächst wurde die Enzymaktivität des Enzyms in Anwesenheit des Antikörpers vermessen (Substrat wiederum Hämoglobin-Sephadex-Gel). Bei konstanten Enzym- und Antikörpermengen ergab sich bei Zusatz von Konjugat (10 pMol) eine leichte Verringerung der Enzymaktivität. Durch Zufügung von kaltem T4 ergab sich durch die zusätzliche Freisetzung von T4-Pepstatin-Konjugat aus der Antikörperbindung eine verstärkte Abnahme der Enzymaktivität.
  • T4-Antikörper T4 T4-Pepstatin Enzym Extinktion x 0 0 x 0,429 x 0 x x 0,400 x x x x 0,294 x x x 0 0,150 Bei Reaktionszeiten von T4-Antikörper 10 Min. und Enzymsubstrat 15 Min. ergab sich eine Dosis-Wirkungskurve, die bis 10 pMol von 100 auf 25 z abfällt.
  • In analoger Weise können Eichkurven für T3 und IgG mit Pepstatin und Dichlormethotrexat aufgestellt. werden.

Claims (12)

  1. Enzymmodulator-Li.gand-Konjugat und Verfahren unter dessen Anwendung zur Bestimmung von Liganden und insbesondere biologisch wirksamen Verbindungen P A T E N T A N S P R Ü C H E 1. Enzymmodulator-Ligand-Konjugat, dessen Enzymmodulatorkomponente zur irreversiblen Aktivitätsbeeinflussung und/ oder kovalenten Bindung von Bezugsenzym befähigt ist.
  2. 2. Konjugat nach Anspruch 1, dadurch' g e k e n n z e i c h -n e t , dass der Enzymmodulator ein. das Bezugsenzym praktisch quantitativ und/oder irreversibel inhibierendes Agens darstellt.
  3. 3. Konjugat nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , dass die Affinitätskonstante des Enzymmodulator im Konjugat zu Bezugsenzym 10 bis 1015, vorzugsweise 1011 bis 1014(Mol 1) beträgt.
  4. 4. Konjugat nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , dass der Enzymmodulator eine "affinity labeling"-Substanz bzw. ein "active site directed"-Reagenz darstellt.
  5. 5. Konjugat nach Anspruch 4, dadurch g e k e n n -z e i c h+ n e t , dass der Enzymmodulator ein sogenanntes Ks-Reagenz ist.
  6. 6. Konjugat nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass der Enzymmodulator ein Haloketonanaloges von NAD, ein site-spezifisches Haloketon, ein Haloacetylderivat oder eine Halomethylverbindung ist.
  7. 7. Konjugat nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass der Enzymmodulator ein mikrobiell erzeugbarer Inhibitor geringeren Molekulargewichtes und insbesondere Pepstatin, Chymostatin, Antipain oder Elastinal ist.
  8. 8. Verfahren unter Anwendung des Enzymmodulator-Ligand-Konjugates, nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, zur Bestimmung eines Liganden und insbesondere biologisch wirksainer Verbindungen, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , dass man in einem flüssigen Medium die (Serum) Probe, das Enzymmodulator-Ligand-Konjugat, einen unter Beeinflussung der Aktivität der Enzymmodulatorkomponente reagiercnden Rezeptor, das Bezugsenzym und ein Substrat hierfür in geeigneter Reihenfolge zusammenführt, die Reaktion homogen oder heterogen in an sich bekannter Weise ausführt und die Aktivität des Bezugsenzyms misst.
  9. 9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , dass man als Rezeptor einen Antik-örper, eine Anti-Inhibitor-Antikörper, ggf. in Kombination mit Anti-IgG-Antikörpern, und/oder Fab-Fragmente verwendet.
  10. 10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , dass man als Ligand ein Antigen, Hapten, Hormon, Vitamin, einen pharmakologischen Wirkstoff oder einen Rezeptor einsetzt.
  11. 11. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , dass man in an sich bekannter Weise Trennungsschritte durchführt und die entsprechend verbliebene Enzymmodulator-Ligand-Konjugataktivität vermisst.
  12. 12. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 8 bis 11, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass man als Enzymmodulatorkomponente solche verwendet, die in einem pH-Bereich von etwa 1 bis 5 das Bezugsenzym kovalent binden und irreversibel quantitativ beeinflussen.
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