JP2003274943A - Glutathione peroxidase enzyme and method for assaying activity of glutathione peroxidase enzyme - Google Patents

Glutathione peroxidase enzyme and method for assaying activity of glutathione peroxidase enzyme

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JP2003274943A
JP2003274943A JP2002084040A JP2002084040A JP2003274943A JP 2003274943 A JP2003274943 A JP 2003274943A JP 2002084040 A JP2002084040 A JP 2002084040A JP 2002084040 A JP2002084040 A JP 2002084040A JP 2003274943 A JP2003274943 A JP 2003274943A
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glutathione peroxidase
peroxidase enzyme
activity
glutathione
enzyme
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Inventor
Satoru Mori
哲 毛利
Nobuhiro Ito
伸広 伊藤
Junji Terao
純二 寺尾
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Miyagi Prefectural Government.
Original Assignee
Miyagi Prefectural Government.
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a new glutathione peroxidase having excellent stability with slight lowering of an activity during solution preservation and to provide a method for assaying the activity of the glutathione peroxidase with which actions on a lipid peroxide can directly be evaluated with a high assaying sensitivity as the method for assaying the activity of the glutathione peroxidase enzyme associated with removal of the lipid peroxide in vivo. <P>SOLUTION: The glutathione peroxidase is obtained from a plant, a bacterium, algae, a mold or a mushroom. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は新規なグルタチオン
ペルオキシダーゼ酵素に関するものである。本発明はま
た、グルタチオンペルオキシダーゼ酵素活性を直接的か
つ高感度に測定する方法に関するものである。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a novel glutathione peroxidase enzyme. The present invention also relates to a method for directly and highly sensitively measuring glutathione peroxidase enzyme activity.

【0002】[0002]

【従来の技術】グルタチオンペルオキシダーゼ酵素は、
生体内において脂質過酸化物の除去に関与する酵素のひ
とつである。生物の組織内には様々な原因により脂質過
酸化物が生じる。この脂質過酸化物が分解されて生じる
活性酵素の増加が、動脈硬化、糖尿病などのいわゆる生
活習慣病や、白内障など老化に関わる疾患に関与してい
る。生体内には活性酵素を分解、除去する酵素系が各種
存在しているが、グルタチオンペルオキシダーゼ酵素は
その中のひとつであり、後掲の式1の反応を触媒する酵
素である。グルタチオンペルオキシダーゼ酵素は前記活
性酸素生成のもととなる脂質過酸化物を還元、除去する
働きを有しており、該反応においては水素供与体として
還元型グルタチオンを必要とするペルオキシダーゼであ
る(渡部烈・平塚明:蛋白質核酸酵素(臨時増感)−活
性酸素・生物での生成、消去、作用の分子機構、33、
2949〜2956頁(1988)参照)。
2. Description of the Related Art Glutathione peroxidase enzyme is
It is one of the enzymes involved in the removal of lipid peroxide in the living body. Lipid peroxide is generated in the tissues of living organisms due to various causes. The increase in active enzymes produced by the decomposition of lipid peroxide is involved in so-called lifestyle-related diseases such as arteriosclerosis and diabetes, and diseases related to aging such as cataract. There are various enzyme systems that decompose and remove active enzymes in the living body, and the glutathione peroxidase enzyme is one of them and is an enzyme that catalyzes the reaction of the formula 1 shown below. The glutathione peroxidase enzyme has a function of reducing and removing lipid peroxide which is a source of active oxygen production, and is a peroxidase that requires reduced glutathione as a hydrogen donor in the reaction (Watabe Rei・ Akira Hiratsuka: Protein Nucleic Acid Enzyme (Temporary Sensitization) -Reactive Oxygen ・ Molecular mechanism of generation, elimination and action in living organisms,
2949-2956 (1988)).

【0003】グルタチオンペルオキシダーゼ酵素の活性
を測定する方法は、従来、下記式1および式2に示した
反応を組み合わせることによる、2次的な反応を利用し
た共役酵素法と呼ばれる方法で行われてきた(Litt
le等、J.Biol. Chem.、245巻、36
32(1970)参照)。すなわち、式1に示す左辺の
過酸化物としてt−ブチルヒドロペルオキシドや過酸化
水素のような水溶性物質が用いられるが、反応生成物で
あるヒドロキシ体(過酸化水素の場合は水)の定量化は
困難であることから、式2に示したように、反応液中に
共存するグルタチオン還元酵素を利用して還元型ニコチ
ンアミドアデニンジヌクレオタイドリン酸(NADP
H)の減少量を測定する方法であり、NADPHの減少
量の測定は固定波長における吸光度の減少を測定するこ
とにより行われる。
A method for measuring the activity of glutathione peroxidase enzyme has conventionally been carried out by a method called a coupled enzyme method utilizing a secondary reaction by combining the reactions shown in the following formulas 1 and 2. (Litt
Le et al. Biol. Chem. 245, 36
32 (1970)). That is, a water-soluble substance such as t-butyl hydroperoxide or hydrogen peroxide is used as the peroxide on the left side of Formula 1, and the hydroxy product (water in the case of hydrogen peroxide) as a reaction product is quantified. As shown in Formula 2, it is difficult to make nicotinamide adenine dinucleotidolinic acid (NADP) by using glutathione reductase coexisting in the reaction solution.
H) is a method of measuring the decrease amount, and the measurement of the decrease amount of NADPH is performed by measuring the decrease in absorbance at a fixed wavelength.

【0004】[0004]

【化1】 [Chemical 1]

【0005】グルタチオンペルオキシダーゼ酵素は、こ
れまで動物の血液や各種臓器、ハンヌセラ属微生物に分
布していることが知られており(渡部烈・平塚明:蛋白
質核酸酵素(臨時増感)−活性酸素・生物での生成、消
去、作用の分子機構、33、2949〜2956頁(1
988)、および特開平4−94682号参照)、ウシ
血小板由来やヒト血小板由来の部分精製品が工業的に生
産されている。しかしながら、これらは得られる量が少
量であること、また溶液中でタンパク質が変性しやすく
失活しやすいという問題点があり、活性安定性の高い新
規なグルタチオンペルオキシダーゼ酵素が求められてい
た。
It has been known that glutathione peroxidase enzyme is distributed in animal blood, various organs, and microorganisms of the genus Hannucella (Takeshi Watanabe, Akira Hiratsuka: Protein Nucleic Acid Enzyme (Temporary Sensitization) -Active Oxygen). Molecular mechanism of generation, elimination and action in organisms, 33, 2949 to 2956 (1
988), and JP-A-4-94682), partially purified products derived from bovine platelets and human platelets are industrially produced. However, these are problematic in that the obtained amount is small and that the protein is easily denatured and inactivated in a solution, and thus a novel glutathione peroxidase enzyme having high activity stability has been demanded.

【0006】また、上述したグルタチオンペルオキシダ
ーゼ酵素の活性を測定する方法は、2段階の反応に伴っ
て減少するNADPHの減少量を測定しているため、グ
ルタチオンペルオキシダーゼ酵素をいわば間接的に測定
しているといえる。したがって、その結果、反応液にN
ADPHを再生させるなどの系が存在していると推測さ
れるような場合、正確に活性を測定できないという問題
点があった。また、グルタチオンペルオキシダーゼ酵素
の生体内での働きを考慮して脂質過酸化物に対しての作
用強度を測定しようとした場合、生体内に存在し得ない
合成物質であるt−ブチルヒドロペルオキシドを基質と
して用いることは適当ではない。さらに、理論的には溶
液1ミリリットル(mL)中に酵素が0.1unit以
上含まれていれば測定可能であるが、実際には測定試料
に濁りがあるとバックグラウンドの上昇を招くため、1
unit以上ないと測定が困難であり、測定しようとす
るグルタチオンペルオキシダーゼ酵素がもともとかなり
高い活性を有するか、あるいは試料溶液を部分精製して
用いない限り正確な測定をすることができないというの
が実情であった。
[0006] Further, in the above-mentioned method for measuring the activity of glutathione peroxidase enzyme, glutathione peroxidase enzyme is indirectly measured, since the decrease amount of NADPH, which decreases with the two-step reaction, is measured. Can be said. Therefore, as a result, N
When it is presumed that a system for regenerating ADPH exists, there is a problem that the activity cannot be accurately measured. In addition, when it is attempted to measure the action strength against lipid peroxide in consideration of the in vivo function of glutathione peroxidase enzyme, t-butyl hydroperoxide, which is a synthetic substance that cannot exist in the body, is used as a substrate. Is not suitable for use as. Furthermore, theoretically, measurement can be performed if the enzyme is contained in 1 milliliter (mL) of the solution in an amount of 0.1 unit or more, but in practice, if the measurement sample is turbid, the background will rise, and
If it is more than unit, it is difficult to measure, and the glutathione peroxidase enzyme to be measured originally has considerably high activity, or it is impossible to make accurate measurement unless the sample solution is partially purified and used. there were.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
従来の問題点に鑑みてなされたものであり、溶液保存中
における活性の低下が少ない安定性に優れた新規なグル
タチオンペルオキシダーゼ酵素を提供することを目的と
する。また、本発明は、生体内において脂質過酸化物の
除去に関与するグルタチオンペルオキシダーゼ酵素の活
性測定方法として、脂質過酸化物に対する作用を直接的
に評価でき、かつ測定感度の高いグルタチオンペルオキ
シダーゼ酵素の活性測定方法を提供することを目的とす
る。
The present invention has been made in view of such conventional problems, and provides a novel glutathione peroxidase enzyme excellent in stability with little decrease in activity during solution storage. The purpose is to do. Further, the present invention, as a method for measuring the activity of glutathione peroxidase enzyme involved in the removal of lipid peroxide in vivo, the activity of glutathione peroxidase enzyme, which can directly evaluate the action on lipid peroxide, and has high measurement sensitivity. The purpose is to provide a measuring method.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記課題
を解決すべく鋭意検討した結果、従来においてその存在
が知られていなかった原料からグルタチオンペルオキシ
ダーゼ酵素が得られることを見出した。該グルタチオン
ペルオキシダーゼ酵素は新規なものであり、溶液保存中
における活性の低下が少なく安定性に優れることがわか
った。更に、本発明者等は、基質となる過酸化物として
脂質過酸化物を用いることにより、反応生成物であるヒ
ドロキシ体を直接的に定量することが可能となることを
見出した。この方法によれば、生体内における脂質過酸
化物に対するグルタチオンペルオキシダーゼ酵素作用の
適切な評価が可能となるのみならず、反応性生物を直接
的に定量するためグルタチオンペルオキシダーゼ酵素活
性を極めて高感度に測定することが可能となる。
Means for Solving the Problems As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have found that glutathione peroxidase enzyme can be obtained from a raw material whose existence has not been known in the past. It has been found that the glutathione peroxidase enzyme is a novel enzyme and exhibits excellent stability with little decrease in activity during solution storage. Furthermore, the present inventors have found that it is possible to directly quantify the hydroxy form of the reaction product by using lipid peroxide as the substrate peroxide. According to this method, not only is it possible to appropriately evaluate the enzyme action of glutathione peroxidase on lipid peroxides in vivo, but it is also possible to measure glutathione peroxidase enzyme activity with extremely high sensitivity in order to directly quantify reactive organisms. It becomes possible to do.

【0009】すなわち、本発明は、植物、細菌、藻類、
カビ、又はキノコから得られたグルタチオンペルオキシ
ダーゼ酵素を提供する。
That is, the present invention relates to plants, bacteria, algae,
Provided is a glutathione peroxidase enzyme obtained from mold or mushroom.

【0010】また、本発明は、植物、細菌、藻類、カ
ビ、又はキノコから得られたグルタチオンペルオキシダ
ーゼ酵素を含有する抽出物を、極性有機溶媒処理、塩
析、限外濾過処理、吸着クロマトグラフィー、イオン交
換クロマトグラフィーまたはゲル濾過操作により、もし
くはこれらの2種以上を組み合わせて精製することによ
り得られたグルタチオンペルオキシダーゼ酵素を提供す
る。
The present invention also provides a polar organic solvent treatment, salting-out, ultrafiltration treatment, adsorption chromatography of an extract containing glutathione peroxidase enzyme obtained from plants, bacteria, algae, fungi, or mushrooms. Provided is a glutathione peroxidase enzyme obtained by an ion exchange chromatography or a gel filtration operation, or by purifying it by combining two or more thereof.

【0011】本発明の前記グルタチオンペルオキシダー
ゼ酵素は、分子量が30,000〜80,000である
ことを特徴とする。
The glutathione peroxidase enzyme of the present invention is characterized by having a molecular weight of 30,000 to 80,000.

【0012】また、本発明は、脂質過酸化物と還元型グ
ルタチオンとを主成分として含有する溶液にグルタチオ
ンペルオキシダーゼ酵素を反応させて得られる反応液を
提供する。
The present invention also provides a reaction solution obtained by reacting a glutathione peroxidase enzyme with a solution containing lipid peroxide and reduced glutathione as main components.

【0013】前記脂質過酸化物は、リノール酸ヒドロペ
ルオキシドまたはリノレン酸ヒドロペルオキシドである
ことが好ましい。
The lipid peroxide is preferably linoleic acid hydroperoxide or linolenic acid hydroperoxide.

【0014】また、本発明の反応液においては、植物、
細菌、藻類、カビ、又はキノコから得られたグルタチオ
ンペルオキシダーゼ酵素を用いることが好ましく、前記
原料から抽出されたグルタチオンペルオキシダーゼ酵素
を含有する抽出物を、精製することなく粗酵素液の形態
で用いてもよいし、また極性有機溶媒処理、塩析、限外
濾過処理、吸着クロマトグラフィー、イオン交換クロマ
トグラフィーまたはゲル濾過操作により、もしくはこれ
らの2種以上を組み合わせて精製した形態で用いてもよ
い。
In the reaction solution of the present invention, plants,
It is preferable to use glutathione peroxidase enzyme obtained from bacteria, algae, fungi, or mushrooms, and an extract containing glutathione peroxidase enzyme extracted from the above raw material may be used in the form of a crude enzyme solution without purification. Alternatively, it may be used in a purified form by treatment with a polar organic solvent, salting out, ultrafiltration treatment, adsorption chromatography, ion exchange chromatography or gel filtration operation, or a combination of two or more thereof.

【0015】更に、本発明の反応液においては、脂質過
酸化物濃度が0.001〜10ミリモル/リットル、還
元型グルタチオン濃度が0.005〜50ミリモル/リ
ットルであって、かつ前記脂質過酸化物と還元型グルタ
チオンとの濃度比が1:1〜1:20であることが好ま
しい。
Furthermore, in the reaction solution of the present invention, the lipid peroxide concentration is 0.001 to 10 mmol / liter, the reduced glutathione concentration is 0.005 to 50 mmol / liter, and the lipid peroxide is It is preferable that the concentration ratio of the product to reduced glutathione is 1: 1 to 1:20.

【0016】また、本発明は、前記反応液から有機溶媒
を用いて水溶性物質を除去し、高速液体クロマトグラフ
を用いて生成物であるヒドロキシ体を定量する工程を含
む、グルタチオンペルオキシダーゼ酵素の活性測定方法
を提供する。
Further, the present invention comprises a step of removing a water-soluble substance from the reaction solution using an organic solvent and quantifying a product hydroxy compound by using a high performance liquid chromatograph. Provide a measurement method.

【0017】前記高速液体クロマトグラフの溶出液はヘ
キサン、2−プロパノールおよび酢酸を主成分とするこ
とが好ましく、その体積比は95〜99:5〜1:0.
01〜1であることが好ましい。
The eluate of the high performance liquid chromatograph preferably contains hexane, 2-propanol and acetic acid as main components, and the volume ratio thereof is 95 to 99: 5 to 1: 0.
It is preferably from 01 to 1.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】本発明は、植物、細菌、藻類、カ
ビ及びキノコから得られた新規なグルタチオンペルオキ
シダーゼ酵素(以下、「本発明のグルタチオンペルオキ
シダーゼ酵素」とも言う。)を提供するものである。植
物としては、例えばネギ類等を挙げることができ、ネギ
類として更に具体的には長ネギ、万能ネギ等が挙げられ
る。また、藻類としてはワカメ、コンブ等を挙げること
ができ、キノコとしてはシイタケ、シメジ、エノキタケ
等を挙げることができる。これらの原料からグルタチオ
ンペルオキシダーゼが得られることは本発明者等により
初めて見出されたものであり、後述するように本発明の
グルタチオンペルオキシダーゼ酵素は新規なものであっ
て溶液保存中における活性低下が少なく安定性に極めて
優れたものである。なお、本発明のグルタチオンペルオ
キシダーゼ酵素は、特に断りのない限り、植物、細菌、
藻類、カビ、又はキノコから抽出されたまま、精製され
ずに粗酵素液の形態のものでも、また抽出された後、後
述する公知の手段により精製された形態のものでもよ
く、本発明のグルタチオンペルオキシダーゼ酵素を含有
し、グルタチオンペルオキシダーゼ活性を有するもので
あればその形態は問わない。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention provides a novel glutathione peroxidase enzyme obtained from plants, bacteria, algae, fungi and mushrooms (hereinafter also referred to as "glutathione peroxidase enzyme of the present invention"). . Examples of the plant include leeks and the like. More specifically, the leeks include long leeks and allium varieties. Examples of algae include wakame and kelp, and examples of mushrooms include shiitake, shimeji mushroom, and enoki mushroom. It was first discovered by the present inventors that glutathione peroxidase can be obtained from these raw materials, and as will be described later, the glutathione peroxidase enzyme of the present invention is a novel one and has little activity reduction during solution storage. It is extremely stable. Incidentally, the glutathione peroxidase enzyme of the present invention, unless otherwise specified, plants, bacteria,
As it is extracted from algae, mold, or mushroom, it may be in the form of a crude enzyme solution without being purified, or it may be in the form of being purified by a known means described below after extraction, and glutathione of the present invention. The form is not limited as long as it contains a peroxidase enzyme and has glutathione peroxidase activity.

【0019】本発明のグルタチオンペルオキシダーゼ酵
素の抽出条件について説明する。まず、本発明において
抽出原料となる植物、細菌、藻類、カビまたはキノコ
(以下、「本発明の原料」とも言う。)を水または緩衝
液中で冷却しながらホモジネートし、原料の粉砕溶液を
得る。用いる水または緩衝液のpH、冷却温度およびホ
モジネート時間は適宜設定することができる。
The extraction conditions for the glutathione peroxidase enzyme of the present invention will be described. First, a plant, bacterium, algae, mold or mushroom (hereinafter, also referred to as “raw material of the present invention”), which is an extraction raw material in the present invention, is homogenized while cooling in water or a buffer solution to obtain a ground solution of the raw material. . The pH of the water or buffer used, the cooling temperature and the homogenization time can be set appropriately.

【0020】例えば、本発明の原料の1質量部(湿質
量)に対して、通常約1〜10質量部、好ましくは約3
〜8質量部の水もしくは緩衝液を加えて、ステンレス製
ホモジナイザー(例えばヤマト科学社製Ultra−d
isperser LK−21、カッタ S25N−1
8G)にて0〜5℃に冷却しながら、0.5〜1分間、
ホモジネートする。ホモジネート中の温度が0℃を下回
ると溶液が凍結し、5℃を超えるとホモジネート中の機
械的な熱により粉砕中の混合液が加熱され、混合液に含
有されるグルタチオンペルオキシダーゼ酵素の活性が失
われる場合がある。ホモジネート時間が0.5分未満で
は充分にホモジネートされず、1分を超えると加熱によ
りグルタチオンペルオキシダーゼ酵素活性が失活する場
合がある。また、添加する水又は緩衝液のpHは5〜9
が好ましく、より好ましくはpH7.5〜8.5であ
る。pH5〜9の範囲を外れるとグルタチオンペルオキ
シダーゼ酵素活性が失活する場合があるため好ましくな
い。
For example, it is usually about 1 to 10 parts by mass, preferably about 3 parts per 1 part by mass (wet mass) of the raw material of the present invention.
A homogenizer made of stainless steel (for example, Ultra-d manufactured by Yamato Scientific Co., Ltd.) is added by adding ~ 8 parts by mass of water or a buffer solution.
isperser LK-21, cutter S25N-1
8G) while cooling to 0-5 ° C for 0.5-1 minute,
Homogenate. When the temperature in the homogenate is below 0 ° C, the solution freezes, and when it exceeds 5 ° C, the mixture during grinding is heated by mechanical heat in the homogenate, and the activity of glutathione peroxidase enzyme contained in the mixture is lost. There is a case to be seen. If the homogenation time is less than 0.5 minutes, the homogenization is not sufficient, and if it exceeds 1 minute, the glutathione peroxidase enzyme activity may be inactivated by heating. The pH of the added water or buffer is 5-9.
Is preferable, and more preferably pH is 7.5 to 8.5. If the pH is outside the range of 5 to 9, glutathione peroxidase enzyme activity may be inactivated, which is not preferable.

【0021】なお、本発明のグルタチオンペルオキシダ
ーゼ酵素の抽出原料としての植物、細菌、藻類、カビ及
びキノコは、生のものでもよいが、水分を凍結乾燥等に
より除去した乾燥物からも同様にグルタチオンペルオキ
シダーゼ酵素を抽出することができる。
The plants, bacteria, algae, molds and mushrooms as the raw material for extracting the glutathione peroxidase enzyme of the present invention may be raw ones, but the dried products obtained by removing water by freeze-drying and the like can also be used. The enzyme can be extracted.

【0022】次いで、このようにして得られた粉砕混合
液を遠心分離し、脂肪を分離除去し、更にこの水層部を
ケイソウ土、セルロースなどの濾過助剤を用いて濾過す
ることにより粗酵素液を得る。この粗酵素液は清澄であ
る。
Then, the pulverized mixture thus obtained is centrifuged to remove fat, and the aqueous layer is filtered with a filter aid such as diatomaceous earth or cellulose to obtain the crude enzyme. Get the liquid. This crude enzyme solution is clear.

【0023】得られた粗酵素液は、必要に応じて極性有
機溶媒処理、塩析、限外濾過処理、吸着クロマトグラフ
ィー、ゲル濾過操作、イオン交換クロマトグラフィー等
の公知の手段により、またはこれらを2種以上組み合わ
せて単一成分として分離精製することができる。後述の
実施例において、極性有機溶媒処理、ゲル濾過操作、イ
オン交換クロマトグラフィーを用いた場合について例示
しているが、塩析、限外濾過処理、吸着クロマトグラフ
ィーについては、例えば「生化学実験講座1−タンパク
質の化学I」、宇井信生、田宮信雄、成田耕造編、59
頁、68頁、133頁(1976)、東京化学同人、等
に従って行うことができる。
The resulting crude enzyme solution is used, if necessary, by a known means such as treatment with a polar organic solvent, salting out, ultrafiltration treatment, adsorption chromatography, gel filtration operation, ion exchange chromatography, or the like. Two or more kinds can be combined and separated and purified as a single component. In the examples described below, the case of using a polar organic solvent treatment, gel filtration operation, and ion exchange chromatography is illustrated, but salting out, ultrafiltration treatment, and adsorption chromatography are described, for example, in “Biochemistry Laboratory Course”. 1-Chemistry of Protein I ”, Nobuo Ui, Nobuo Tamiya, Kozo Narita, 59
Page, page 68, page 133 (1976), Tokyo Kagaku Dojin, etc.

【0024】従来公知のグルタチオンペルオキシダーゼ
酵素は、ウシ血小板由来のものでその分子量が85,0
00前後(ゲルろ過法による。V. F. Schneider 等, Ho
ppe-Seyler’s Physoil. Chem. 348巻, 540 (1967 参
照)、ウシ赤血球由来のもので84,000前後(SD
S−ポリアクリルゲル電気泳動法による。L. Flohe 等,
Hoppe-Seyler’s Physoil. Chem. 352巻, 151 (1971)
参照)と、80,000より大きいが、本発明の原料、
すなわち植物、細菌、藻類、カビまたはキノコから得ら
れた本発明のグルタチオンペルオキシダーゼの分子量を
SDS−ポリアクリルアミドゲル電気泳動法により測定
したところ、30,000〜80,000であった。
The previously known glutathione peroxidase enzyme is derived from bovine platelets and has a molecular weight of 85.0.
Around 00 (by gel filtration method. VF Schneider et al., Ho
ppe-Seyler's Physoil. Chem. 348, 540 (see 1967), bovine erythrocyte-derived around 84,000 (SD
By S-polyacrylic gel electrophoresis. L. Flohe et al.,
Hoppe-Seyler's Physoil. Chem. 352, 151 (1971)
, And the raw material of the present invention, which is greater than 80,000,
That is, the molecular weight of the glutathione peroxidase of the present invention obtained from plants, bacteria, algae, molds or mushrooms was measured by SDS-polyacrylamide gel electrophoresis and found to be 30,000 to 80,000.

【0025】次に、グルタチオンペルオキシダーゼ酵素
の活性測定方法(以下、単に「本発明の活性測定方法」
とも言う。)について説明する。なお、本発明の活性測
定方法は、本発明の新規なグルタチオンペルオキシダー
ゼ酵素の活性測定に限定されるものではなく、市販のウ
シ血小板由来等、公知のグルタチオンペルオキシダーゼ
酵素の活性測定にも好適に用いることができる。
Next, a glutathione peroxidase enzyme activity measuring method (hereinafter, simply referred to as "activity measuring method of the present invention").
Also say. ) Will be described. The activity measuring method of the present invention is not limited to the activity measurement of the novel glutathione peroxidase enzyme of the present invention, and can be suitably used for the activity measurement of known glutathione peroxidase enzyme such as commercially available bovine platelets. You can

【0026】本発明の活性測定方法は、基質として脂質
過酸化物を用い、グルタチオンペルオキシダーゼの触媒
作用により該脂質過酸化物から変換したヒドロキシ体の
生成量を液体クロマトグラフ(HPLC)を用いて直接
的に測定することによりグルタチオンペルオキシダーゼ
酵素活性を求めるものである。基質としてt−ブチルヒ
ドロペルオキシドや過酸化水素等の水溶性物質を用いた
場合には反応生成物であるヒドロキシ体の定量化が困難
であるため従来においては2次的な反応を利用した共役
酵素法によってしかグルタチオンペルオキシダーゼ活性
を測定することができなかったところ、本発明によれ
ば、基質として用いる脂質過酸化物が変換して生成する
ヒドロキシ体は定量化が容易であるため、グルタチオン
ペルオキシダーゼ酵素活性とヒドロキシ体の生成量との
相関性を利用して直接的かつ高感度にグルタチオンペル
オキシダーゼ酵素活性を測定することが可能となり、更
に基質として脂質過酸化物を用いたことによりグルタチ
オンペルオキシダーゼ酵素の生体内での作用をより適切
に評価することが可能となった。
In the activity measuring method of the present invention, a lipid peroxide is used as a substrate, and the production amount of a hydroxy form converted from the lipid peroxide by the catalytic action of glutathione peroxidase is directly measured by liquid chromatography (HPLC). The enzymatic activity of glutathione peroxidase is determined by quantitative measurement. When a water-soluble substance such as t-butyl hydroperoxide or hydrogen peroxide is used as a substrate, it is difficult to quantify the hydroxy product which is a reaction product, and thus it has hitherto been a coupled enzyme utilizing a secondary reaction. The glutathione peroxidase activity could be measured only by the method, but according to the present invention, the hydroxy form produced by the conversion of the lipid peroxide used as the substrate is easy to quantify, and therefore the glutathione peroxidase enzyme activity is It becomes possible to measure glutathione peroxidase enzyme activity directly and with high sensitivity by utilizing the correlation between the amount of hydroxy form and the amount of hydroxy form produced. Furthermore, by using lipid peroxide as a substrate, in vivo glutathione peroxidase enzyme can be measured. It has become possible to more appropriately evaluate the action in.

【0027】すなわち、本発明の活性測定方法は、前記
式1の左辺に示す過酸化物(R−OOH)として脂質過
酸化物を用い、該脂質過酸化物と還元型グルタチオン
(GSH)との混合物にグルタチオンペルオキシダーゼ
酵素を作用させて得られるヒドロキシ体の生成量を測定
することにより、検体中のグルタチオンペルオキシダー
ゼ酵素活性を求めるものである。本発明において基質と
なる脂質過酸化物は特に限定されるものではなく、例え
ばリノール酸ヒドロペルオキシド、リノレン酸ヒドロペ
ルオキシド等を挙げることができる。また、検体となる
グルタチオンペルオキシダーゼ酵素の形態としては、グ
ルタチオンペルオキシダーゼ酵素活性を含有するもので
あれば特に限定されるものではなく、単離されたグルタ
チオンペルオキシダーゼ酵素を含有する水溶液はもちろ
ん、植物からの抽出液のようにグルタチオンペルオキシ
ダーゼ酵素以外の他の成分を含む溶液であってもグルタ
チオンペルオキシダーゼ酵素活性を含有していればよ
い。
That is, in the activity measuring method of the present invention, a lipid peroxide is used as the peroxide (R-OOH) shown on the left side of the above formula 1, and the lipid peroxide and reduced glutathione (GSH) are used. The glutathione peroxidase enzyme activity in the sample is determined by measuring the production amount of the hydroxy form obtained by reacting the mixture with glutathione peroxidase enzyme. The lipid peroxide as a substrate in the present invention is not particularly limited, and examples thereof include linoleic acid hydroperoxide and linolenic acid hydroperoxide. The form of the glutathione peroxidase enzyme used as the sample is not particularly limited as long as it contains glutathione peroxidase enzyme activity, and an aqueous solution containing the isolated glutathione peroxidase enzyme is, of course, extracted from the plant. Even a solution containing a component other than the glutathione peroxidase enzyme, such as a liquid, may contain glutathione peroxidase enzyme activity.

【0028】以下、本発明の活性測定方法を具体的に説
明する。まず、グルタチオンペルオキシダーゼ酵素の触
媒作用により過酸化物をヒドロキシ体に変換する工程に
ついて説明する。
The activity measuring method of the present invention will be specifically described below. First, the step of converting a peroxide into a hydroxy form by the catalytic action of glutathione peroxidase enzyme will be described.

【0029】脂質過酸化物と還元型グルタチオンとの混
合物にグルタチオンペルオキシダーゼ酵素を反応させる
ことにより脂質過酸化物をヒドロキシ体に変換させる
が、通常、各成分は適切な緩衝液、例えば、リン酸緩衝
液、グッド緩衝液、トリス緩衝液等に溶解させて利用さ
れる。緩衝液のpHは、グルタチオンペルオキシダーゼ
酵素活性を失活させない観点からpH5〜9が好まし
く、pH7.5〜8.5がより好ましい。
Lipid peroxide is converted into a hydroxy form by reacting a mixture of lipid peroxide and reduced glutathione with a glutathione peroxidase enzyme. Usually, each component is converted into an appropriate buffer solution such as phosphate buffer. It is used by dissolving it in liquid, Good's buffer, Tris buffer, etc. The pH of the buffer solution is preferably 5 to 9 and more preferably pH 7.5 to 8.5 from the viewpoint of not deactivating the glutathione peroxidase enzyme activity.

【0030】脂質過酸化物と還元型グルタチオンとの混
合物にグルタチオンペルオキシダーゼ酵素を反応させて
得られる液を、本明細書において「反応液」と言う。反
応液調製時の脂質過酸化物濃度は、好ましくは0.00
1〜10ミリモル/リットルである。脂質過酸化物濃度
が0.001ミリモル/リットル未満ではバックグラウ
ンドノイズに隠れるため生成物であるヒドロキシ体の検
出が困難となる場合がある。一方10ミリモル/リット
ルを超えると反応が定量的に進まず、試料中のグルタチ
オンペルオキシダーゼ酵素活性とその測定値との関係が
直線性を示さなくなる傾向にある。このため、脂質過酸
化物濃度は0.02〜0.05ミリモル/リットルであ
ることがより好ましい。また、反応液調製時の反応液中
の還元型グルタチオン濃度は、好ましくは0.005〜
50ミリモル/リットルである。還元型グルタチオン濃
度が0.05ミリモル/リットル未満では低濃度である
ため補酵素として充分な機能を果たさない場合があり、
一方50ミリモル/リットルを超えると還元型グルタチ
オンによる自然発生的な脂質過酸化物の還元反応が無視
できなくなる。このため、還元型グルタチオン濃度は
0.1〜0.5ミリモル/リットルであることがより好
ましい。さらに、反応液調製時の脂質過酸化物と還元型
グルタチオンとの濃度比は、好ましくは1:1〜1:2
0である。1:1よりも還元型グルタチオンの濃度比が
下がると補酵素として充分な機能を果たさない場合があ
り、一方還元型グルタチオンが1:20の濃度比を超え
て存在すると自然発生的な脂質過酸化物の還元反応が無
視できない。このため、それぞれの濃度比は、1:5〜
1:15であることがより好ましい。
The liquid obtained by reacting a mixture of lipid peroxide and reduced glutathione with glutathione peroxidase enzyme is referred to as "reaction liquid" in the present specification. The lipid peroxide concentration at the time of preparing the reaction solution is preferably 0.00
It is 1 to 10 mmol / liter. If the lipid peroxide concentration is less than 0.001 mmol / liter, it may be difficult to detect the product hydroxy compound because it is hidden by background noise. On the other hand, if it exceeds 10 mmol / liter, the reaction does not proceed quantitatively, and the relationship between the glutathione peroxidase enzyme activity in the sample and its measured value tends to show no linearity. Therefore, the concentration of lipid peroxide is more preferably 0.02 to 0.05 mmol / liter. The concentration of reduced glutathione in the reaction solution at the time of preparing the reaction solution is preferably 0.005 to
50 mmol / l. If the concentration of reduced glutathione is less than 0.05 mmol / liter, the concentration may be too low to function sufficiently as a coenzyme.
On the other hand, when it exceeds 50 mmol / liter, the spontaneous reduction reaction of lipid peroxide by reduced glutathione cannot be ignored. Therefore, the concentration of reduced glutathione is more preferably 0.1 to 0.5 mmol / liter. Furthermore, the concentration ratio of lipid peroxide and reduced glutathione at the time of preparing the reaction solution is preferably 1: 1 to 1: 2.
It is 0. If the concentration ratio of reduced glutathione is lower than 1: 1, it may not function sufficiently as a coenzyme, while if reduced glutathione is present at a concentration ratio higher than 1:20, spontaneous lipid peroxidation occurs. The reduction reaction of substances cannot be ignored. Therefore, each concentration ratio is 1: 5
It is more preferably 1:15.

【0031】本工程では反応液を好ましくは5〜60
℃、より好ましくは28〜30℃にて5〜10分間加温
することにより生成物たるヒドロキシ体を得る。このと
き温度が5℃未満であったり、反応時間が5分未満であ
ると反応の進行が充分でなく、一方温度が60℃を超え
たり、あるいは反応時間が10分を超えると酵素が失活
する場合があるため好ましくない。反応時間経過後、反
応液をpH4.0まで酸性化し反応を停止させる。
In this step, the reaction liquid is preferably 5 to 60.
By heating at 5 ° C, more preferably 28 to 30 ° C for 5 to 10 minutes, a hydroxy compound as a product is obtained. At this time, if the temperature is less than 5 ° C or the reaction time is less than 5 minutes, the progress of the reaction is insufficient, while if the temperature exceeds 60 ° C or the reaction time exceeds 10 minutes, the enzyme is inactivated. It is not preferable because it may occur. After the reaction time has elapsed, the reaction solution is acidified to pH 4.0 to stop the reaction.

【0032】次に生成物であるヒドロキシ体を測定する
工程について説明する。本工程では、前記反応液から有
機溶媒を用いてヒドロキシ体を抽出し、高速液体クロマ
トグラフ(HPLC)を用いてヒドロキシ体を直接的に
測定する。ヒドロキシ体を抽出する有機溶媒としては、
水に不溶のものであれば特に限定されるものではない。
例えばクロロホルム−メタノール混液や、クロロホル
ム、ヘキサン、ベンゼン等の単独又は2種以上の混合物
を用いることができる。この有機溶媒混合液から、遠心
分離または分液ロートにより有機溶媒層を得る。得られ
た有機溶媒層を減圧下で濃縮し、これをヘキサン溶液と
してクロマトグラフに供する。
Next, the step of measuring the hydroxy product as a product will be described. In this step, the hydroxy form is extracted from the reaction solution using an organic solvent, and the hydroxy form is directly measured using high performance liquid chromatography (HPLC). As the organic solvent for extracting the hydroxy form,
There is no particular limitation as long as it is insoluble in water.
For example, a chloroform-methanol mixed solution, chloroform, hexane, benzene, or the like can be used alone or as a mixture of two or more kinds. From this organic solvent mixture, an organic solvent layer is obtained by centrifugation or a separating funnel. The obtained organic solvent layer is concentrated under reduced pressure, and this is subjected to chromatography as a hexane solution.

【0033】有機溶媒層濃縮物のヘキサン溶液には生成
物であるヒドロキシ体のほか、未反応の脂質過酸化物も
含まれており、該脂質過酸化物は生成物の紫外部吸収を
妨害するため分別測定する必要がある。ヒドロキシ体の
生成量を測定する方法として、順相用シリカカラムを接
続した高速液体クロマトグラフを用い、高速液体クロマ
トグラフ溶出液としてヘキサン:2−プロパノール:酢
酸混合液(好ましくは95〜99:5〜1:0.01〜
1(v/v)、より好ましくは97〜99:3〜1:
0.05〜0.2)を用いて230〜240nm、好まし
くは232〜235nmで検出しながら反応生成物である
ヒドロキシ体を定量することができる。溶出液のヘキサ
ン:2−プロパノールの体積比がそれぞれ95%未満、
5%超、またはそれぞれ99%超、1%未満になると、
基質である脂質過酸化物と生成物であるヒドロキシ体の
分離が困難となる。また、酢酸濃度比0.01%未満で
は、脂質過酸化物とヒドロキシタイトの分離が困難とな
り、濃度比1%を超えるとバックグラウンドノイズの増
加の原因となり、感度が低下する。また、検出波長が2
30nm未満または240nmを超えると、バックグラウン
ドノイズが上昇し、感度が低下する。
The hexane solution of the concentrate of the organic solvent layer contains not only the hydroxy product as a product but also unreacted lipid peroxide, which interferes with the ultraviolet absorption of the product. Therefore, it is necessary to measure separately. As a method for measuring the production amount of the hydroxy form, a high performance liquid chromatograph connected to a normal phase silica column was used, and a hexane: 2-propanol: acetic acid mixture (preferably 95 to 99: 5) was used as a high performance liquid chromatograph eluent. ~ 1: 0.01 ~
1 (v / v), more preferably 97-99: 3-1:
0.05 to 0.2) can be used to quantify the hydroxy form of the reaction product while detecting at 230 to 240 nm, preferably 232 to 235 nm. The volume ratio of hexane: 2-propanol in the eluate is less than 95%,
More than 5%, or more than 99% and less than 1% respectively,
It becomes difficult to separate the lipid peroxide which is the substrate and the hydroxy form which is the product. Further, if the acetic acid concentration ratio is less than 0.01%, it becomes difficult to separate the lipid peroxide and hydroxytite, and if the concentration ratio exceeds 1%, the background noise increases and the sensitivity decreases. Also, the detection wavelength is 2
If it is less than 30 nm or exceeds 240 nm, background noise increases and sensitivity decreases.

【0034】次いで、測定されたヒドロキシ体の生成量
からグルタチオンペルオキシダーゼ酵素活性を公知の手
段により求めればよい。ヒドロキシ体生成量からグルタ
チオンペルオキシダーゼ酵素活性を算出する方法として
は、例えば、既知の活性値を有するグルタチオンペルオ
キシダーゼ酵素標準液を用いて予め検量線を作成してお
き、この検量線を用いて検体中のグルタチオンペルオキ
シダーゼ活性を求めることもできるし、あるいは高速液
体クロマトグラフのチャートに示された面積値からヒド
ロキシ体生成量を算出し、前記式1よりヒドロキシ体1
モル生成する際に還元型グルタチオン2モルを消費する
ことから、1分間に1マイクロモルの還元型グルタチオ
ンを消費する酵素量を1unitとして算出することも
できる。
Then, the glutathione peroxidase enzyme activity may be determined by a known means from the measured production amount of the hydroxy form. As a method for calculating the glutathione peroxidase enzyme activity from the amount of hydroxy form produced, for example, a calibration curve is prepared in advance using a glutathione peroxidase enzyme standard solution having a known activity value, and the calibration curve in the sample is used using this calibration curve. The glutathione peroxidase activity can be determined, or the hydroxy body production amount can be calculated from the area value shown in the chart of the high performance liquid chromatograph, and the hydroxy body 1
Since 2 moles of reduced glutathione are consumed when producing moles, the amount of enzyme that consumes 1 micromol of reduced glutathione per minute can be calculated as 1 unit.

【0035】[0035]

【実施例】以下、本発明を実施例により更に詳細に説明
するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではな
い。
EXAMPLES The present invention will now be described in more detail with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.

【0036】(実施例1)グルタチオンペルオキシダー
ゼ酵素含有抽出液の調製 本発明のグルタチオンペルオキシダーゼ酵素を含有す
る、本発明の原料からの抽出液を以下の手順により調製
した。原料として長ネギ葉を用い、長ネギ葉の(湿)質
量比4倍量の0.05Mトリス緩衝液(pH8.0)を
加え、ホモジナイザー(ヤマト科学社製、Ultra−
disperser、LK−21、カッタS25N−1
8G)にて0.5分間粉砕後、10,000回転で10
分間遠心分離を行い、さらに上清液をToyo No.
2ろ紙にてろ過し、ろ液回収することにより本発明のグ
ルタチオンペルオキシダーゼ酵素を含有する抽出液を得
た。前記操作はすべて5℃で行った。ろ液に本発明のグ
ルタチオンペルオキシダーゼ酵素が含まれていることを
実施例2以下で調べた。
Example 1 Preparation of Glutathione Peroxidase Enzyme-Containing Extract Liquid An extract liquid containing the glutathione peroxidase enzyme of the present invention was prepared by the following procedure. A long onion leaf is used as a raw material, 0.05M Tris buffer solution (pH 8.0) in an amount 4 times as much as the (wet) mass ratio of the long onion leaf is added, and a homogenizer (manufactured by Yamato Scientific Co., Ltd., Ultra-
disperser, LK-21, cutter S25N-1
8G) for 0.5 minutes and then 10,000 rpm for 10
Centrifugation was carried out for a minute, and the supernatant was added to Toyo No.
By filtering with 2 filter paper and collecting the filtrate, an extract containing the glutathione peroxidase enzyme of the present invention was obtained. All the above operations were performed at 5 ° C. It was examined in Example 2 and below that the filtrate contained the glutathione peroxidase enzyme of the present invention.

【0037】(実施例2)実施例1で得られたグルタチ
オンペルオキシダーゼ酵素の活性測定 グルタチオンペルオキシダーゼ酵素活性を測定するため
の基質となる脂質過酸化物としてリノール酸ヒドロペル
オキシド溶液を用いた。表1に示した組成の反応液を3
0℃で5分間保温した後、クロロホルム−メタノール=
2:1(v/v)からなる有機溶媒3mlを加え、遠心
分離にて有機溶媒層を回収して未反応のリノール酸ヒド
ロペルオキシドおよび反応生成物であるヒドロキシ体混
合溶液を得た。
Example 2 Activity Measurement of Glutathione Peroxidase Enzyme Obtained in Example 1 A linoleic acid hydroperoxide solution was used as a lipid peroxide serving as a substrate for measuring glutathione peroxidase enzyme activity. 3 reaction liquids having the composition shown in Table 1
After incubating at 0 ° C for 5 minutes, chloroform-methanol =
3 ml of an organic solvent consisting of 2: 1 (v / v) was added and the organic solvent layer was recovered by centrifugation to obtain unreacted linoleic acid hydroperoxide and a reaction product hydroxy compound mixed solution.

【0038】次に、この溶液を減圧蒸留装置に供し、有
機溶媒を除去した。得られた濃縮物をヘキサンに溶解さ
せ、カラムとしてInertsil SIL(4.6×
150mm、GL science Co.LTD)を
接続し、カラムの温度が35℃に設定されたHPLCに
供し、溶出液としてヘキサン:2−プロパノール:酢酸
=99:1:0.1(v/v/v)(ml/min)を
用いて、235nmで検出しながら反応生成物であるヒ
ドロキシ体を分別定量した。
Next, this solution was subjected to a vacuum distillation apparatus to remove the organic solvent. The obtained concentrate was dissolved in hexane and used as a column for Inertsil SIL (4.6 ×).
150 mm, GL science Co. LTD) was connected to the column and subjected to HPLC in which the column temperature was set to 35 ° C., and hexane: 2-propanol: acetic acid = 99: 1: 0.1 (v / v / v) (ml / min) as an eluent. Was used to separate and quantify the reaction product hydroxy form while detecting at 235 nm.

【0039】[0039]

【表1】 [Table 1]

【0040】活性の単位はHPLCチャートに示された
面積値からヒドロキシ体生成量を算出し、ヒドロキシ体
を1モル生成する際に還元型グルタチオン2モルを消費
することから、1分間に1マイクロモルの還元型グルタ
チオンを消費する酵素量を1unitとした。本発明の
活性測定方法により、長ネギ葉部のグルタチオンペルオ
キシダーゼ活性は0.138units/gであった
(表4)。
The unit of activity is calculated by calculating the amount of hydroxy form produced from the area value shown in the HPLC chart, and 2 mol of reduced glutathione is consumed when 1 mol of hydroxy form is produced. The amount of enzyme that consumes reduced glutathione was set to 1 unit. According to the activity measuring method of the present invention, glutathione peroxidase activity in the leaf part of the long onion was 0.138 units / g (Table 4).

【0041】(実施例3)グルタチオンペルオキシダー
ゼ酵素の精製 実施例1の方法で長ネギ葉100gから得られた抽出液
430mLにアセトンを、その総体積に対するアセトン
体積比が30%となるように徐々に添加し、4℃で1時
間静置した。次いで、遠心分離により沈殿物を除き、こ
の分離液に更にアセトンを、総体積に対する体積比で6
0%になるまで徐々に加え、4℃で1時間静置後、遠心
分離を行い、析出沈澱物を得た。この沈澱物をpH8.
0のトリス緩衝液40mLに溶解させた。この酵素液に
含まれるグルタチオンペルオキシダーゼ酵素の比活性
は、含有されたタンパク質量当たり0.241unit
/mgタンパク質であった。
(Example 3) Purification of glutathione peroxidase enzyme Acetone was gradually added to 430 mL of the extract obtained from 100 g of leek leaves by the method of Example 1 so that the volume ratio of acetone to the total volume was 30%. Then, it was allowed to stand at 4 ° C for 1 hour. Then, the precipitate was removed by centrifugation, and acetone was added to the separated liquid in a volume ratio of 6 to the total volume.
The mixture was gradually added to 0%, left standing at 4 ° C. for 1 hour and then centrifuged to obtain a precipitate. The precipitate was adjusted to pH 8.
It was dissolved in 40 mL of 0 Tris buffer. The specific activity of the glutathione peroxidase enzyme contained in this enzyme solution was 0.241 unit per the amount of protein contained.
/ Mg protein.

【0042】上記酵素液をさらに、直径3.0cm×9
0cmのSephadex G−100ゲルろ過カラム
クロマトグラフ(ファルマシアハイテク社製)に供し、
酵素活性を持つ画分20mLの溶液を得た。得られた画
分に含まれるグルタチオンペルオキシダーゼ酵素の比活
性は含有されたタンパク質量当たり3.12unit/
mgタンパク質であった。
The above enzyme solution was further added with a diameter of 3.0 cm × 9.
The sample was applied to a 0 cm Sephadex G-100 gel filtration column chromatograph (Pharmacia High-Tech),
A 20 mL fraction of a solution having enzyme activity was obtained. The specific activity of glutathione peroxidase enzyme contained in the obtained fraction was 3.12 units / per unit of the amount of protein contained.
It was mg protein.

【0043】上記のカラムクロマトグラフによって得ら
れた長ネギ葉のグルタチオンペルオキシダーゼ酵素溶液
を限外濾過膜(モルカットII:日本ミリポア社製)にて
10倍に濃縮したものを、0.01Mリン酸緩衝液(p
H6.0)にて平衡化された直径1.0cm×20cm
のCM-Sephadex C-50 陽イオン交換カラムクロマトグラ
フ(ファルマシアバイテク社製)に供し、同緩衝液で塩
化ナトリウム濃度0〜0.1Mまでグラジエントを行
い、本酵素活性をもつ画分10mLの溶液を得た。得ら
れた画分に含まれるグルタチオンペルオキシダーゼ酵素
の比活性は含有されたタンパク質量当たり9.26un
its/mgタンパク質であった。
The glutathione peroxidase enzyme solution obtained from the above-mentioned column chromatograph was concentrated 10 times with an ultrafiltration membrane (Morcut II: manufactured by Japan Millipore), and 0.01M phosphate buffer solution was prepared. (P
H6.0) 1.0cm x 20cm diameter equilibrated with
CM-Sephadex C-50 cation exchange column chromatograph (manufactured by Pharmacia Biotech), and a gradient of sodium chloride concentration 0 to 0.1M with the same buffer is applied to obtain a solution of 10 mL of a fraction having the enzyme activity. Obtained. The specific activity of the glutathione peroxidase enzyme contained in the obtained fraction was 9.26un per the amount of protein contained.
It was ts / mg protein.

【0044】(実施例4)長ネギ葉から抽出精製した本
発明のグルタチオンペルオキシダーゼの酵素化学的性質 長ネギ葉から抽出されたグルタチオンペルオキシダーゼ
が本発明の新規なグルタチオンペルオキシダーゼである
ことを示すべく、例3で得られたタンパク質の精製物に
ついて、酵素としての諸性質を調べた。
Example 4 Enzymatic Chemical Properties of Glutathione Peroxidase of the Present Invention Extracted and Purified from Long Allium Leaves In Example 3 to show that glutathione peroxidase extracted from long onion leaves is a novel glutathione peroxidase of the present invention. Various properties of the obtained protein as an enzyme were examined.

【0045】1)酵素の分子量:SDS−ポリアクリル
アミドゲル電気泳動による分子量が約46,000Da
であった。
1) Molecular weight of enzyme: The molecular weight by SDS-polyacrylamide gel electrophoresis is about 46,000 Da.
Met.

【0046】2)補酵素:還元型グルタチオンを添加し
た場合にのみ反応が生じ、NAD(P)H、アスコルビ
ン酸、メルカプトエタノール、エチルメルカプタン、シ
ステインでは反応は起こらなかった。従って、長ネギ葉
から抽出、精製した精製物にグルタチオンペルオキシダ
ーゼの存在を示した。なお、長ネギの葉、中心部、皮で
も同じグルタチオンペルオキシダーゼ酵素が検出され
た。
2) Coenzyme: The reaction occurred only when reduced glutathione was added, and the reaction did not occur with NAD (P) H, ascorbic acid, mercaptoethanol, ethyl mercaptan and cysteine. Therefore, the presence of glutathione peroxidase was shown in the purified product extracted and purified from the leek leaf. In addition, the same glutathione peroxidase enzyme was detected in the leaves, the central part, and the skin of long onions.

【0047】3)至適pHおよび安定pH:pH8.0
において最大活性を示した。またpH3〜12の範囲の
緩衝液に溶解させ、40℃で10分放置した後、活性が
80%保持されたのはpH5〜9の範囲であった。従っ
て、pH5〜9の範囲で安定であった。
3) Optimum pH and stable pH: pH 8.0
Showed the maximum activity. Further, after being dissolved in a buffer solution having a pH range of 3 to 12 and allowed to stand at 40 ° C. for 10 minutes, 80% activity was retained in the pH range of 5 to 9. Therefore, it was stable in the range of pH 5-9.

【0048】4)至適温度:温度約30℃において作用
が至適であった。
4) Optimum temperature: The action was optimum at a temperature of about 30 ° C.

【0049】5)熱安定性:60℃で20分間熱処理し
た場合に失活し、75℃以上では5分以内に失活した。
5) Thermal stability: Deactivated when heat-treated at 60 ° C. for 20 minutes, and deactivated within 5 minutes at 75 ° C. or higher.

【0050】6)冷凍耐性:安定化剤を加えることなく
凍結しても失活せず、3ヶ月以上の保存が可能である。
6) Freezing resistance: It does not inactivate even if it is frozen without adding a stabilizer, and can be stored for 3 months or more.

【0051】(実施例5)グルタチオンペルオキシダー
ゼ酵素活性の測定(1) グルタチオンペルオキシダーゼ酵素活性の測定方法に関
し、ウシ血小板由来のグルタチオンペルオキシダーゼを
用いて本発明と従来法との比較を行った(表3)。本発
明によるグルタチオンペルオキシダーゼ酵素の活性測定
は、実施例2に示す方法と同様に行った。また、従来法
(基質としてt−ブチルヒドロペルオキシドを用いた共
役酵素法)によるグルタチオンペルオキシダーゼ酵素の
活性測定は、表2に示した組成の反応液の340nmに
おける吸光度の減少で測定した。その他、基質として過
酸化水素およびリノール酸ヒドロペルオキシドを用いた
共役酵素法による従来法についても検討を行った(表
3)。活性の単位は、1分間に1マイクロモルのNAD
Pを生成する酵素量を1unitとした。
(Example 5) Measurement of glutathione peroxidase enzyme activity (1) Regarding the method for measuring glutathione peroxidase enzyme activity, the present invention was compared with the conventional method using glutathione peroxidase derived from bovine platelets (Table 3). . The activity of glutathione peroxidase enzyme according to the present invention was measured in the same manner as in Example 2. The activity of glutathione peroxidase enzyme was measured by the conventional method (coupling enzyme method using t-butyl hydroperoxide as a substrate) by measuring the decrease in absorbance at 340 nm of the reaction solution having the composition shown in Table 2. In addition, the conventional method by the coupled enzyme method using hydrogen peroxide and linoleic acid hydroperoxide as substrates was also examined (Table 3). The unit of activity is 1 micromolar NAD per minute.
The amount of enzyme that produces P was 1 unit.

【0052】ウシ血小板由来のグルタチオンペルオキシ
ダーゼ酵素の同一試料を、0.1Mのトリス緩衝液に表
3に示した各濃度になるよう溶解させ、該溶液中のグル
タチオンペルオキシダーゼ酵素活性を本発明と前記従来
法を用いて測定した結果を表3に示す。従来の方法と本
発明の方法とでは、グルタチオンペルオキシダーゼ酵素
の活性値、すなわちunits/mL数はほぼ同一値を
示した。しかし、単位unitsが0.3以下では従来
法は測定不能になるのに対し、本発明では表3に示すよ
うに、測定感度が約100倍向上しているのがわかる。
また、本発明の活性測定方法は、従来法で基質としてリ
ノール酸ヒドロペルオキシドを用いた例に比べても感度
の向上が見られたことから、本発明による感度の向上
は、HPLCを用いて生成物たるヒドロキシ体を直接的
に定量することによりもたらされたものであり、生成物
たるヒドロキシ体を直接的に測定可能としたことに本発
明の極めて重要な効果が見出されることが示された。
The same sample of glutathione peroxidase enzyme derived from bovine platelets was dissolved in 0.1 M Tris buffer to each concentration shown in Table 3, and the glutathione peroxidase enzyme activity in the solution was measured according to the present invention and the conventional method. Table 3 shows the results measured by the method. In the conventional method and the method of the present invention, the activity value of glutathione peroxidase enzyme, that is, the unit / mL number showed almost the same value. However, it can be seen that the measurement sensitivity is improved about 100 times in the present invention as shown in Table 3 while the conventional method cannot be measured when the unit unit is 0.3 or less.
In addition, the activity measurement method of the present invention was found to have improved sensitivity even compared to the conventional method using linoleic acid hydroperoxide as a substrate. It was brought about by directly quantifying the hydroxy form of the product, and it was shown that the extremely important effect of the present invention is found in that the hydroxy form of the product can be directly measured. .

【0053】[0053]

【表2】 [Table 2]

【0054】[0054]

【表3】 [Table 3]

【0055】(実施例6)グルタチオンペルオキシダー
ゼ酵素の活性測定(2) 植物等の本発明の原料に対し、本発明の活性測定方法お
よび従来法により測定されたグルタチオンペルオキシダ
ーゼ活性を表4に示す。本発明による活性の測定は実施
例2に示す方法と同様に、また従来法による測定は、基
質としてt−ブチルヒドロペルオキシドを用いて実施例
5に示す方法と同様に行った。ここに示した植物、細
菌、海藻、カビ、キノコからの抽出物については従来法
ではグルタチオンペルオキシダーゼ活性は測定されなか
ったが、本発明の方法では活性が認められた。従来法を
用いた場合、これら原料からの試料抽出液の濁りの影響
があり、上記に示された感度よりさらに測定感度が低下
しており、試料湿質量1g当たりの検出感度が1uni
t以上に限られていたが、本発明の方法では0.001
unit/gまで検出が可能であった。
(Example 6) Measurement of glutathione peroxidase enzyme activity (2) Table 4 shows glutathione peroxidase activity measured by the activity measuring method of the present invention and the conventional method for the raw material of the present invention such as plants. The activity according to the present invention was measured in the same manner as in Example 2, and the conventional method was carried out in the same manner as in Example 5 using t-butylhydroperoxide as a substrate. For the extracts from plants, bacteria, seaweeds, molds and mushrooms shown here, glutathione peroxidase activity was not measured by the conventional method, but activity was recognized by the method of the present invention. When the conventional method is used, the turbidity of the sample extract from these raw materials affects the measurement sensitivity, which is lower than the above-described sensitivity, and the detection sensitivity per 1 g of wet sample mass is 1 uni.
Although it was limited to t or more, it was 0.001 in the method of the present invention.
It was possible to detect up to unit / g.

【0056】[0056]

【表4】 [Table 4]

【0057】[0057]

【発明の効果】本発明により、従来には知られていなか
った原料から新規なグルタチオンペルオキシダーゼが提
供された。この新規グルタチオンペルオキシダーゼは公
知のウシ血小板由来やヒト血小板由来のものと比べて活
性安定性が高く、試薬の保管、管理が容易となる。かか
る原料は乾燥物であってもよいため、例えばネギの廃棄
部位の有効資源化を図ることも可能となる。
INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, a novel glutathione peroxidase is provided from a raw material which has not been known so far. This novel glutathione peroxidase has a higher activity stability than known bovine platelet-derived and human platelet-derived ones, and the storage and management of the reagents are easy. Since such a raw material may be a dried product, for example, it becomes possible to make an effective resource for the waste part of leeks.

【0058】また、本発明により、脂質過酸化物に対す
るグルタチオンペルオキシダーゼ作用を直接的に評価す
ることができるグルタチオンペルオキシダーゼの活性測
定方法が提供された。この方法は、測定感度を従来の約
1unit/mLから約0.001unit/mLまで
高めることを可能とするものである。
The present invention also provides a method for measuring glutathione peroxidase activity, which enables direct evaluation of glutathione peroxidase action on lipid peroxides. This method makes it possible to increase the measurement sensitivity from the conventional level of about 1 unit / mL to about 0.001 unit / mL.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 寺尾 純二 徳島県徳島市蔵本町3丁目18−15 徳島大 学医学部内 Fターム(参考) 4B050 CC01 DD02 DD03 DD13 FF01C FF04C FF05C FF09C FF11C FF12C LL03 4B063 QA01 QQ22 QR45 QR48 QR50 QX01 4H055 AA01 AA03 AB37 AC60 AD32 BA50 CA10 CA60    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Junji Terao             3-18-15 Kuramoto-cho, Tokushima City, Tokushima Prefecture University of Tokushima             Faculty of medicine F-term (reference) 4B050 CC01 DD02 DD03 DD13 FF01C                       FF04C FF05C FF09C FF11C                       FF12C LL03                 4B063 QA01 QQ22 QR45 QR48 QR50                       QX01                 4H055 AA01 AA03 AB37 AC60 AD32                       BA50 CA10 CA60

Claims (13)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 植物、細菌、藻類、カビ、又はキノコか
ら得られたグルタチオンペルオキシダーゼ酵素。
1. A glutathione peroxidase enzyme obtained from plants, bacteria, algae, molds or mushrooms.
【請求項2】 植物、細菌、藻類、カビ、又はキノコか
ら得られたグルタチオンペルオキシダーゼ酵素を含有す
る抽出物を、極性有機溶媒処理、塩析、限外濾過処理、
吸着クロマトグラフィー、イオン交換クロマトグラフィ
ーまたはゲル濾過操作により、もしくはこれらの2種以
上を組み合わせて精製することにより得られたグルタチ
オンペルオキシダーゼ酵素。
2. A polar organic solvent treatment, salting out, ultrafiltration treatment of an extract containing glutathione peroxidase enzyme obtained from plants, bacteria, algae, molds or mushrooms,
A glutathione peroxidase enzyme obtained by adsorption chromatography, ion exchange chromatography, gel filtration operation, or purification by combining two or more thereof.
【請求項3】 分子量が30,000〜80,000で
ある、請求項1または2に記載のグルタチオンペルオキ
シダーゼ酵素。
3. The glutathione peroxidase enzyme according to claim 1 or 2, having a molecular weight of 30,000 to 80,000.
【請求項4】 脂質過酸化物と還元型グルタチオンとを
主成分として含有する溶液にグルタチオンペルオキシダ
ーゼ酵素を反応させて得られる反応液。
4. A reaction solution obtained by reacting a glutathione peroxidase enzyme with a solution containing lipid peroxide and reduced glutathione as main components.
【請求項5】 脂質過酸化物がリノール酸ヒドロペルオ
キシドまたはリノレン酸ヒドロペルオキシドである、請
求項4に記載の反応液。
5. The reaction solution according to claim 4, wherein the lipid peroxide is linoleic acid hydroperoxide or linolenic acid hydroperoxide.
【請求項6】 グルタチオンペルオキシダーゼ酵素が、
植物、細菌、藻類、カビ、又はキノコから得られたもの
である、請求項4または5に記載の反応液。
6. A glutathione peroxidase enzyme,
The reaction liquid according to claim 4 or 5, which is obtained from a plant, a bacterium, an alga, a mold, or a mushroom.
【請求項7】 グルタチオンペルオキシダーゼ酵素が、
植物、細菌、藻類、カビ、又はキノコから得られたもの
であって、植物、細菌、藻類、カビ、又はキノコから抽
出されたグルタチオンペルオキシダーゼ酵素を含有する
抽出物を、精製することなく粗酵素液の形態で用いる、
請求項4または5に記載の反応液。
7. A glutathione peroxidase enzyme,
An extract obtained from plants, bacteria, algae, fungi, or mushrooms, which contains glutathione peroxidase enzyme extracted from plants, bacteria, algae, fungi, or mushrooms, is used as a crude enzyme solution without purification. Used in the form of
The reaction liquid according to claim 4 or 5.
【請求項8】 グルタチオンペルオキシダーゼ酵素が、
植物、細菌、藻類、カビ、又はキノコから得られたもの
であって、植物、細菌、藻類、カビ、又はキノコから抽
出されたグルタチオンペルオキシダーゼ酵素を含有する
抽出物を、極性有機溶媒処理、塩析、限外濾過処理、吸
着クロマトグラフィー、イオン交換クロマトグラフィー
またはゲル濾過操作により、もしくはこれらの2種以上
を組み合わせて精製した形態で用いる、請求項4または
5に記載の反応液。
8. A glutathione peroxidase enzyme,
An extract obtained from a plant, bacteria, algae, mold, or mushroom, which is extracted from the plant, bacteria, algae, mold, or mushroom, and which contains a glutathione peroxidase enzyme, is treated with a polar organic solvent, and salted out. The reaction solution according to claim 4 or 5, which is used in a purified form by an ultrafiltration treatment, an adsorption chromatography, an ion exchange chromatography or a gel filtration operation, or a combination of two or more thereof.
【請求項9】 グルタチオンペルオキシダーゼ酵素の分
子量が30,000〜80,000である、請求項6〜
8のいずれか1項に記載の反応液。
9. The method according to claim 6, wherein the glutathione peroxidase enzyme has a molecular weight of 30,000 to 80,000.
8. The reaction liquid according to any one of 8 above.
【請求項10】 脂質過酸化物濃度が0.001〜10
ミリモル/リットル、還元型グルタチオン濃度が0.0
05〜50ミリモル/リットルであって、かつ前記脂質
過酸化物と還元型グルタチオンとの濃度比が1:1〜
1:20である、請求項4ないし9のいずれか1項に記
載の反応液。
10. The lipid peroxide concentration is 0.001-10.
Mmol / liter, reduced glutathione concentration is 0.0
The concentration ratio of the lipid peroxide and the reduced glutathione is from 1: 1 to 0.5 to 50 mmol / liter.
The reaction liquid according to any one of claims 4 to 9, which is 1:20.
【請求項11】 請求項4ないし10のいずれか1項に
記載の反応液から有機溶媒を用いて水溶性物質を除去
し、高速液体クロマトグラフを用いて生成物であるヒド
ロキシ体を定量する工程を含む、グルタチオンペルオキ
シダーゼ酵素の活性測定方法。
11. A process of removing a water-soluble substance from the reaction liquid according to claim 4 by using an organic solvent, and quantifying a hydroxy product as a product by high performance liquid chromatography. A method for measuring the activity of glutathione peroxidase enzyme, which comprises:
【請求項12】 高速液体クロマトグラフの溶出液がヘ
キサン、2−プロパノールおよび酢酸を主成分とする、
請求項11に記載の活性測定方法。
12. An eluate of a high performance liquid chromatograph containing hexane, 2-propanol and acetic acid as main components.
The activity measuring method according to claim 11.
【請求項13】 ヘキサン、2−プロパノールおよび酢
酸の体積比が95〜99:5〜1:0.01〜1であ
る、請求項12に記載の活性測定方法。
13. The activity measuring method according to claim 12, wherein the volume ratio of hexane, 2-propanol and acetic acid is 95-99: 5-1: 0.01-1.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101081813B1 (en) * 2008-04-18 2011-11-09 인하대학교 산학협력단 Pharmaceutical composition comprising the extract of sea tangle for preventing and treating cataract and food composition comprising the extract of sea tangle for preventing and improving cataract
US10697979B2 (en) 2013-10-25 2020-06-30 Kikkoman Corporation Method for measurement of HbA1c using amadoriase that reacts with glycated peptide

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