JP2000157296A - ピログルタミン酸量の測定方法 - Google Patents
ピログルタミン酸量の測定方法Info
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Abstract
はペプチドに、ピロコッカス属に属する微生物由来のピ
ログルタミン酸アミノペプチダーゼを作用させ、遊離す
るピログルタミン酸量を測定することを特徴とする、ピ
ログルタミン酸の測定方法。 【効果】 本発明の測定方法により、比較的広い範囲の
分子量を有するピログルタミン酸含有蛋白質またはペプ
チド中のピログルタミン酸量を簡便にかつ短時間で測定
することができる。
Description
チド中のピログルタミン酸量を測定する方法に関する。
ては、例えば種々の特異的ペプチダーゼを用いた加水分
解処理や、特定の部位を切断する化学試薬による切断に
よってアミノ酸を分解し、生じたアミノ酸を高速液体ク
ロマトグラフィー(以下、「HPLC」という)にて分析す
るのが一般的である。例えば、Association of Officia
l Agricultural Chemists (AOAC)の定める方法("Offic
ial Methods of Analysis of AOAC International", AO
AC INternational, MA, USA)は、過ギ酸によりシスチ
ン、メチオニンをそれぞれシステイン、メチオニンスル
ホン酸とした後、塩酸で加水分解を行い、生じた遊離ア
ミノ酸をアミノ酸分析計にて分析することによりアミノ
酸の組成を調べる方法として一般的に用いられている。
ところが、こうした従来の加水分解による方法では、蛋
白質またはペプチドのN末端に存在するグルタミン(Gl
n)、グルタミン酸(Glu)、ピログルタミン酸(pGlu)
は全てGlu として遊離し、分析されるので、これら3種
のアミノ酸を個々に分析することはできない。
に非必須アミノ酸に分類され、上記のように加水分解法
では両者いっしょに分析されていたが、その後の生理学
的な研究の進歩の結果、Glnは条件的(conditionally)必
須アミノ酸であることが明らかとなった。そこで、蛋白
質やペプチド中のGln については、温和な酸性条件下で
処理することにより生じたアンモニアを滴定してその変
化によりGln量を推定する方法、加水分解前にビス(1,1-
トリフルオロアセトキシ)ヨードベンゼンにて処理し、G
ln、Asnをそれぞれ安定な誘導体であるジアミノ酪酸、
ジアミノプロピオン酸に変換して測定する方法(Kuhn,K.
S.ら、J.Agric.Food.Chem., 44,1808-1811 (1996))な
ど、GlnのみをGluやpGluと区別して分析する方法が確立
されている。
端がGln またはGluであった場合に、そのGlnまたはGlu
中のα−アミノ基とγ−アミド基(あるいはカルボキシ
ル基)とが縮合・環化して生じる分子内ラクタムであ
る。pGluを含有する蛋白質またはペプチドとして甲状腺
刺激ホルモン放出ホルモン(TSH releasing hormone:TR
H)やガストリン等のホルモンが知られているが、その量
は天然の蛋白質中では非常に小さく、組成としては無視
できる程度である。ところが最近になって、食品原料と
して工業的に調製されたペプチド中には比較的多量のpG
luが含有されることが明らかとなってきた (Sato, K. e
t al, J. Agric. Food. Chem, 46,3403-3405(1998))。
しかしながら、pGluについては、pGluのみをGlnやGluと
区別して分析する方法がなく、その栄養学的な価値は未
だ確定していないのが現状である。一方、このpGluに関
する酵素としては、ピログルタミン酸アミノペプチダー
ゼ(以下、「pGlu−アミノペプチダーゼ」という)が知ら
れている。
遍的に存在する酵素であり、動物由来、微生物由来のも
のが工業的規模で製造され販売されている。微生物の中
には生産した該酵素を培地中に分泌するものがあり、例
えば、ピロコッカス・フリオサス(Pyrococcus furiosu
s)、バシラス・アミロリクファシエンス(Bacillus amyl
oliquefaciens) 、シュードモナス・フローレスンス(Ps
eudomonas fluorescens)、バシラス・ズブチリス(Bacil
lus subtilis)、クレブシエラ・クロアカエ(Klebsiella
cloacae)、ストレプトコッカス・ファエキウム(Strpto
coccus faecium)等が知られている。中でもピロコッカ
ス・フリオサス、バシラス・アミロリクファシエンス由
来のpGlu−アミノペプチダーゼは動物由来の該酵素より
も空気酸化、凍結乾燥、重金属等の障害に対する安定性
に優れていることが知られている。しかしながら、この
pGlu−アミノペプチダーゼを蛋白質またはペプチド中の
pGlu量を測定する方法に用いることについては何ら検討
されていない。
する諸機能を解明する上で、蛋白質またはペプチド中の
pGlu 量のみをGluやGlnと区別して簡便に測定する方法
が望まれるところである。
は、蛋白質またはペプチド中のpGlu量を測定する方法を
提供することである。
に鋭意研究を重ねた結果、本発明者らは、ピロコッカス
属に属する微生物由来のpGlu−アミノペプチダーゼが広
い分子量範囲の蛋白質またはペプチドに対して安定した
活性を示すことに着目し、これを利用して高分子量で複
雑な組成を持った蛋白質またはペプチド中のN末端に存
在するpGluの量のみを簡便に測定する方法を開発するに
至った。すなわち、本発明は、pGluを含有する蛋白質ま
たはペプチドに、ピロコッカス属に属する微生物由来の
pGlu−アミノペプチダーゼを作用させ、遊離するpGlu量
を測定することを特徴とする、ピログルタミン酸量の測
定方法である。以下、本発明を詳細に説明する。
有をする蛋白質またはペプチド(pGlu含有試料)として
は、そのN末端にpGluを有し、かつその分子量が5,000以
下である蛋白質またはペプチドであればいかなるもので
もよく、例えば、ボンベシン、ガストリン、黄体形成ホ
ルモン放出ホルモン(LH−RH)、甲状腺刺激ホルモン放出
ホルモン(TRH)等のホルモンペプチドの他、食品、飼
料、医薬品等に使用される蛋白質またはペプチドでもよ
い。
させるpGlu−アミノペプチダーゼは、ピロコッカス属に
属する微生物由来のものであれば限定されないが、特に
ピロコッカス・フリオサス由来のpGlu−アミノペプチダ
ーゼを使用することが好ましい。ピロコッカス・フリオ
サス由来のpGluアミノペプチダーゼは、具体的には、商
品名「Pfu ピログルタメートアミノペプチダーゼ(Code.
7334)」(寶酒造製)等の市販品を用いることができる。
ミノペプチダーゼの量は、該試料中に含まれるpGlu含有
量、酵素反応条件等により適宜選択されるが、例えば通
常は、pGluアミノペプチダーゼを最終濃度 0.5〜50 mU
/mlとなるように添加する。以下に、本発明の、pGlu−
アミノペプチダーゼを用いて蛋白質またはペプチド中の
pGlu量を測定する好適な方法を具体的に説明する。
水、及び緩衝液を混合し、これを500μl容のPCRチュー
ブに入れ、pGlu−アミノペプチダーゼを 0.5〜50 mU/
ml、好ましくは1.0〜10 mU/mlとなるように添加した
後、直ちにサーマルサイクラーを用いてpH 5.0〜9.0、3
5〜75℃で 10〜240分間酵素反応させる。反応終了後PCR
チューブを氷上にて10℃まで冷却し、該チューブに1.5
%の5-スルホサリチル酸を加えよく混和して蛋白質を凝
固させ、0.22μmのメンブランフィルターで凝固した蛋
白質をろ過することにより除蛋白操作を行なう。これに
より得られるろ液(サンプル液)中のpGlu量をHPLCに
より分析する。この時、該ろ液(サンプル液)は測定直前
まで−80℃で凍結保存しておく。
るためのHPLCは、通常の同一の移動相を用いるHP
LC(以下、単に「通常のHPLC」という)でもよい
が、不要な成分の溶出時間を省いて1サンプルあたりの
分析時間を短縮する観点から、以下に説明する改良HP
LCで行なうことが好ましい。本発明において改良HP
LCとは、カラムスイッチ法を応用した方法で、インジ
ェクターより導入された試料を予備カラムにて分離し、
予備カラムの下流に設置されたスイッチにより流路を変
更することによりpGluを含むフラクションのみを分析カ
ラムに導入して精密に分離するという方法をいう。
明を更に具体的に説明するが、本発明はこれらに限定さ
れるものではない。 〔参考例1〕 (Glu、GlnからpGluへの変換)酵素反応に
使用する緩衝液中でのGlu、GlnのpGluへの変換率を調べ
た。緩衝液は10mM 2-メルカプトエタノール、5mM EDTA
/50mM Tris・HCl[(pH7.5;トリズマ塩基(トリス(ヒ
ドロキシメチル)アミノメタン;シグマ社製)121.1gを
純水に溶解し、塩酸を用いてpHを7.5に調製した後、純
水を加えて全量を1リットルとしたもの)]の水溶液と
し、この10倍濃度のもの(以下、「10×緩衝液」とい
う)を調製して使用した。
l、水 100μl、100 mMのGln(シグマ社製)またはGlu
(関東化学製) 125μlを入れ、表1に示す反応条件下で
各々処理した後、溶液中のpGlu量を下記の通常のHPL
Cの測定条件にて測定し、理論値に対する変換率を求め
た。結果を表1および図1に示す。
液中で閉環し、pGluへ変換されることがわかる。また表
1より、121℃、30分処理した場合には、Gln、GluのpGl
uへの変換率はそれぞれ93.8%、1.2%であることがわか
る。
由来のpGlu−アミノペプチダーゼを用いたpGlu量の測
定) (1)酵素反応 緩衝液は参考例1と同様のものを使用した。基質となる
ペプチドはヒトLH-RH(分子量1182.3;0.805 nmole/ m
l)(シグマ社製)またはボンベシン(分子量 1619.9;
0.576 nmole/ ml)(シグマ社製)を用い、酵素はピロコ
ッカス・フリオサス由来のpGlu−アミノペプチダーゼ
(商品名「Pfu ピログルタメートアミノペプチダーゼ(C
ode.7334)」;寶酒造製)0.5 mUを用いた。
衝液 10 μl、水 30 μl、基質溶液50 μl:計 90 μl)
を入れ、Pfu pGlu−アミノペプチダーゼ 10 μlを添加
後直ちにサーマルサイクラーを用いて、50℃で30, 60,
90, 120分間反応させた。反応終了後PCRチューブを氷上
にて5分間冷却し、10μlの1.5% 5-スルホサリチル酸を
加え20分間よく混和して蛋白質を凝固させ、これを0.22
μmのメンブランフィルターで濾過することにより除蛋
白操作を行った。
定直前まで-80℃で凍結して保存した後、分析カラムの
前に予備カラム(分析カラムと同じ充填剤を充填した予
備カラム)2本を直列に繋ぎ、更に予備カラムと分析カ
ラムの間にインジェクターを設けた改良HPLC(図
2)に供した。サンプルを注入後、必要なピーク(pGl
u)が予備カラムから溶出する3.0〜4.5分までの溶出液
を、インジェクターにより流路をスイッチし、分析カラ
ムへ送った。下記に示す改良HPLCの測定条件にてサ
ンプル中のpGlu量を測定し、理論値に対する回収率を求
めた。
由来のpGlu−アミノペプチダーゼを用いたpGlu量の測定 酵素としてバシラス・アミロリクファシエンス由来のpG
lu−アミノペプチダーゼ(商品名「ピログルタメートア
ミノペプチダーゼ」;シグマ社製)10Uを用いる以外は
上記(1)に従って酵素反応を行った後、上記(2)と
同様に改良HPLCにてペプチド中のpGlu量を測定し、
その回収率を算出した。以上の結果をあわせて表2及び
図3に示す。
カス・フリオサス由来のpGlu−アミノペプチダーゼを用
いた場合は、反応時間が60分以上の場合では、LH-RH、
ボンベシンのどちらを基質にした場合でも回収率が85%
以上であった。更にボンベシンについては、60分以降に
pGluが更に上昇し120分では回収率は125%であった。こ
れは、ボンベシンの場合、そのN末端のアミノ酸配列が
「pGlu-Gln-.....」であるため、酵素によってpGluを切
り出した後に新たにGlnがN末に生じてしまい、それがp
Gluに変化して更に酵素によって切り出されているため
と考えられる。
高率が達成され、更にN末端から2番目のアミノ酸がGl
nであってもその影響を受けないということから、ピロ
コッカス・フリオサス由来の pGlu−アミノペプチダー
ゼを用いるpGlu量測定方法において充分な結果の得られ
る反応時間は60分であることがわかる。また、図3よ
り、バシラス・アミロリクファシエンス由来のpGlu−ア
ミノペプチダーゼを用いた場合は、60分間反応させた時
点では、LH-RHの場合には回収率64.0%のpGluを切り出す
ものの、ボンベシンの場合には回収率は22.2%しかなか
った。また、反応時間を120分とした場合でも、LH-RH、
ボンベシンの回収率はそれぞれ78.4%、35.2%であった。
シエンス由来のpGlu−アミノペプチダーゼの反応性は、
基質となるペプチドの分子量によって大きく異なること
が明らかとなった。よってピロコッカス・フリオサス由
来のpGlu−アミノペプチダーゼを使用することが好まし
いことがわかる。 〔実施例2〕(ピロコッカス・フリオサス由来の pGlu
−アミノペプチダーゼの作用特性) 基質として以下の
表3に示す6種のペプチド溶液を用いる以外は実施例1
と同様の操作を行ない、種々の分子量を有する各ペプチ
ドからのpGlu量を測定して、理論値に対する回収率(%)
を算出した。結果を表4に示す。
由来の pGlu−アミノペプチダーゼの作用により、いず
れの基質の場合でも回収率が85%以上であることが明ら
かである。 〔参考例2〕(改良HPLCと通常のHPLCによる測
定結果の比較) 予めピロコッカス・フリオサス由来のpGlu−アミノペプ
チダーゼにより遊離させたpGluを含むモデルサンプル液
(10×緩衝液 10μl、水30μl、10 mM pGlu 50μl、1.5
% 5−アミノサリチル酸 10μl;計110μl)を用いる以
外は実施例1と同様に改良HPLCにてサンプル中のpG
lu測定を行った。遊離pGluのチャートを図4に示す。
クとして観測され、1サンプルの分析時間は26分で充分
であることがわかった。比較として、通常のHPLC測
定条件(参考例1に記載)にて上記のモデルサンプル液
の測定を行った場合の遊離pGluのチャートを図5に示
す。図5より、pGluは保持時間約18.6分のピークとして
観測されるが、その後105分まで無関係のピークが出現
し続け、1サンプルの分析には120分を要することがわ
かった。
囲の分子量を有するpGlu含有蛋白質またはペプチド中の
pGlu量を簡便にかつ短時間で測定することができる。
す。
Glu−アミノペプチダーゼおよびバシラス・アミロリク
ファシエンス由来のpGlu−アミノペプチダーゼ)を用い
た場合のペプチドからのpGlu回収率を示す。
す。
す。
Claims (2)
- 【請求項1】 ピログルタミン酸を含有する蛋白質また
はペプチドに、ピロコッカス属に属する微生物由来のピ
ログルタミン酸アミノペプチダーゼを作用させ、遊離す
るピログルタミン酸量を測定することを特徴とする、ピ
ログルタミン酸量の測定方法。 - 【請求項2】 ピロコッカス属に属する微生物が耐熱性
細菌ピロコッカス・フリオサス(Pyrococcus furiosus)
である、請求項1に記載の方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP33118398A JP4163796B2 (ja) | 1998-11-20 | 1998-11-20 | ピログルタミン酸量の測定方法 |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP33118398A JP4163796B2 (ja) | 1998-11-20 | 1998-11-20 | ピログルタミン酸量の測定方法 |
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Publication Number | Publication Date |
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JP2000157296A true JP2000157296A (ja) | 2000-06-13 |
JP4163796B2 JP4163796B2 (ja) | 2008-10-08 |
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JP33118398A Expired - Fee Related JP4163796B2 (ja) | 1998-11-20 | 1998-11-20 | ピログルタミン酸量の測定方法 |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110563718A (zh) * | 2019-09-09 | 2019-12-13 | 四川大学华西医院 | 一种检测焦谷氨酸氨肽酶的生物发光探针的制备方法及其应用 |
CN112526141A (zh) * | 2020-11-23 | 2021-03-19 | 福建傲农生物科技集团股份有限公司 | 一种谷氨酰胺以及同时测定样品中谷氨酰胺和天冬酰胺的方法 |
-
1998
- 1998-11-20 JP JP33118398A patent/JP4163796B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN110563718A (zh) * | 2019-09-09 | 2019-12-13 | 四川大学华西医院 | 一种检测焦谷氨酸氨肽酶的生物发光探针的制备方法及其应用 |
CN110563718B (zh) * | 2019-09-09 | 2022-04-15 | 四川大学华西医院 | 一种检测焦谷氨酸氨肽酶的生物发光探针的制备方法及其应用 |
CN112526141A (zh) * | 2020-11-23 | 2021-03-19 | 福建傲农生物科技集团股份有限公司 | 一种谷氨酰胺以及同时测定样品中谷氨酰胺和天冬酰胺的方法 |
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