JP2013255436A - Method and kit for quantification of sphingomyelin - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、酵素を使用したスフィンゴミエリンの定量方法、及びスフィンゴミエリンの定量用キットに関する。 The present invention relates to a method for quantifying sphingomyelin using an enzyme and a kit for quantifying sphingomyelin.
スフィンゴミエリン(SM)は主要なスフィンゴ脂質であり、全ての動物及び植物、並びにある種の原核生物における細胞膜の必須の成分である。動物において、SMは細胞膜、ミエリン鞘、及び血漿リポタンパク質に存在する。 Sphingomyelin (SM) is the major sphingolipid and an essential component of the cell membrane in all animals and plants, and certain prokaryotes. In animals, SM is present in cell membranes, myelin sheaths, and plasma lipoproteins.
SMは、細胞膜上のマイクロドメインである脂質ラフトの構成成分であり、様々な細胞内シグナル伝達や、レセプター・チャネル・トランスポーターなどの膜タンパク質の活性調節に関わる。 SM is a component of lipid rafts, which are microdomains on cell membranes, and is involved in the regulation of various intracellular signal transduction and membrane protein activities such as receptors, channels, and transporters.
セラミド、スフィンゴシン、及びスフィンゴシン1-リン酸を含むSMの代謝産物は、細胞増殖、分化、及びアポトーシスの重要な制御因子として働く。リソソーム病の一種であるニーマン-ピック病は、酸性スフィンゴミエリナーゼ(sphingomyelinase) (SMase)酵素の活性が欠失し、細胞、組織、及び体液におけるSMの蓄積が原因である。ヒトの血漿SMレベルは、冠動脈疾患の危険因子であると報告されている。SMは、リポタンパク質表面の構造的及び機能的成分であり、リポタンパク質の代謝において重要な役割をする。 SM metabolites, including ceramide, sphingosine, and sphingosine 1-phosphate, act as important regulators of cell proliferation, differentiation, and apoptosis. Neiman-Pick disease, a type of lysosomal disease, lacks the activity of the acid sphingomyelinase (SMase) enzyme and is caused by the accumulation of SM in cells, tissues, and body fluids. Human plasma SM levels have been reported to be a risk factor for coronary artery disease. SM is a structural and functional component of the lipoprotein surface and plays an important role in lipoprotein metabolism.
それ故、SMの定量は、様々な生物学的プロセスの理解のために重要である。質量分析は、SM分子種の同定及び相対的定量のために使用されている。しかし、SMの全濃度を質量分析により決定することは困難である。蒸発光散乱検出器を備えたHPLCはSMを定量するために用いられるが、感度の限界が200 ng (約280 pmol)である。 Therefore, SM quantification is important for the understanding of various biological processes. Mass spectrometry has been used for identification and relative quantification of SM molecular species. However, it is difficult to determine the total concentration of SM by mass spectrometry. HPLC with an evaporative light scattering detector is used to quantify SM, but the sensitivity limit is 200 ng (about 280 pmol).
SMの酵素定量法は、簡単、迅速、高感度、ハイスループットであり、特殊な装置が必要でない(例えば、特許文献1、非特許文献1〜5)。酵素定量法は、様々な細胞プロセス、タンパク質の機能、及びSM代謝に関する疾患を研究するために便利である。SMを定量するための酵素蛍光法は、比色検出システムを用いた類似の方法より感度が高い(非特許文献1)。しかしながら、酵素定量法の特異性及び精度についてはあまり評価されていない。
The enzyme quantification method of SM is simple, rapid, high sensitivity, and high throughput, and does not require a special device (for example,
非特許文献1では、スフィンゴミエリナーゼ、アルカリホスファターゼ(alkaline phosphatase)、コリンオキシダーゼ(choline oxidase)、及びペルオキシダーゼ(peroxidase)の四酵素を使用したスフィンゴミエリンの定量方法、並びにこの定量方法によりスフィンゴミエリンの定量が0.02〜20 nmolの範囲で可能であることが記載されている。
In
非特許文献2及び特許文献1では、上記と同様の四酵素系を使用したスフィンゴミエリンの定量方法、並びにSM測定において線形性がある範囲が0.5〜5μg (約0.7〜7 nmol)であることが記載されている。
In
非特許文献3では、上記と同様の四酵素系を使用したスフィンゴミエリンの定量方法、並びにこのアッセイにおける線形性がある範囲が10〜120μg/dLであることが記載されている。 Non-Patent Document 3 describes a method for quantifying sphingomyelin using the same four-enzyme system as described above, and that the linearity range in this assay is 10 to 120 μg / dL.
非特許文献4及び5でも、上記と同様の四酵素系を使用したスフィンゴミエリンの定量方法が記載されている。
Non-patent
このように、従来、SMの定量は、薄層クロマトグラフィー/リン定量法、高速液体クロマトグラフィー、又は質量分析により行われている。しかしながら、これらの方法には、検出感度及び定量精度が低いことや、時間と手間がかかることなどの欠点がある。 As described above, conventionally, SM is quantified by thin layer chromatography / phosphorus determination, high performance liquid chromatography, or mass spectrometry. However, these methods have drawbacks such as low detection sensitivity and quantitative accuracy, and time and labor.
また、近年、SMの酵素定量法が開発されているが、そのSM特異性及び定量精度は全く検討されていない。 In recent years, an enzyme quantification method for SM has been developed, but its SM specificity and quantification accuracy have not been studied at all.
そこで、本発明は、SMを高特異的且つ高感度で簡便に定量できるスフィンゴミエリンの定量方法、及びスフィンゴミエリンの定量用キットを提供することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a sphingomyelin quantification method and a sphingomyelin quantification kit capable of easily quantifying SM with high specificity and high sensitivity.
本発明者は、特許文献1及び非特許文献1〜5に開示されている公知の酵素反応(図1)において、(1)スフィンゴミエリナーゼとしてバチルス・セレウス(Bacillus cereus)由来のものを使用すること、且つ(2)酵素反応の際に非イオン性界面活性剤を使用することによって、上記目的を達成することができるという知見を得た。
The present inventor uses (1) a sphingomyelinase derived from Bacillus cereus in the known enzyme reactions disclosed in
図1に示すホスファチジルセリンの定量方法について以下説明する。
(i)SMaseによりSMを加水分解することで、セラミドとホスホリルコリンを生成させる。
(ii)アルカリホスファターゼによりホスホリルコリンを加水分解し、コリンを生成させる。
(iii)コリンオキシダーゼによりコリンを酸化し、H2O2を生成させる。
(iv) 10-アセチル-3,7-ジヒドロキシフェノキサジン(Amplex(登録商標) Red)とH2O2をペルオキシダーゼにより反応させることでレゾルフィンを生成させる。レゾルフィンから生じる蛍光強度を測定することにより、SM量を測定することができる。
A method for quantifying phosphatidylserine shown in FIG. 1 will be described below.
(i) SM is hydrolyzed with SMase to produce ceramide and phosphorylcholine.
(ii) Phosphorylcholine is hydrolyzed by alkaline phosphatase to produce choline.
(iii) Oxidize choline with choline oxidase to generate H 2 O 2 .
(iv) Resorufin is produced by reacting 10-acetyl-3,7-dihydroxyphenoxazine (Amplex® Red) with H 2 O 2 with peroxidase. The amount of SM can be measured by measuring the fluorescence intensity generated from resorufin.
本発明は、これら知見に基づき、更に検討を重ねて完成されたものであり、次のスフィンゴミエリンの定量方法、及びスフィンゴミエリンの定量用キットを提供するものである。 The present invention has been completed based on these findings and has been completed. The present invention provides the following sphingomyelin quantification method and sphingomyelin quantification kit.
(I) スフィンゴミエリンの定量方法
(I-1) 以下の工程を有する試料中のスフィンゴミエリンの定量方法:
(1)試料にスフィンゴミエリナーゼ、アルカリホスファターゼ、コリンオキシダーゼ、及びペルオキシダーゼを非イオン性界面活性剤の存在下に作用させる工程(該スフィンゴミエリナーゼはバチルス属に属する微生物由来のものである)、並びに
(2)工程(1)で生成する化合物の蛍光強度、吸光度又は発光量を測定し、予め求めた検量線からスフィンゴミエリンを定量する工程。
(I-2) 前記工程(1)における酵素を作用させる際の前記非イオン性界面活性剤の濃度が0.01〜1容量%である、(I-1)に記載の方法。
(I-3) 前記工程(1)において、(a)スフィンゴミエリナーゼ及びアルカリホスファターゼを作用させる段階、並びに(b)コリンオキシダーゼ及びペルオキシダーゼを作用させる段階、の二段階に分けて酵素を作用させる、(I-1)又は(I-2)に記載の方法。
(I-4) 前記非イオン性界面活性剤がポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテルである、(I-1)〜(I-3)のいずれかに記載の方法。
(I-5) 前記スフィンゴミエリナーゼがバチルス・セレウスに属する微生物由来のものである、(I-1)〜(I-4)のいずれかに記載の方法。
(I) Determination of sphingomyelin
(I-1) Method for quantifying sphingomyelin in a sample having the following steps:
(1) a step of allowing a sphingomyelinase, alkaline phosphatase, choline oxidase, and peroxidase to act on a sample in the presence of a nonionic surfactant (the sphingomyelinase is derived from a microorganism belonging to the genus Bacillus), and
(2) A step of measuring the fluorescence intensity, absorbance or luminescence amount of the compound produced in step (1), and quantifying sphingomyelin from a calibration curve determined in advance.
(I-2) The method according to (I-1), wherein the concentration of the nonionic surfactant when the enzyme is allowed to act in the step (1) is 0.01 to 1% by volume.
(I-3) In step (1), the enzyme is allowed to act in two steps: (a) a step of causing sphingomyelinase and alkaline phosphatase to act; and (b) a step of acting of choline oxidase and peroxidase. The method according to (I-1) or (I-2).
(I-4) The method according to any one of (I-1) to (I-3), wherein the nonionic surfactant is polyoxyethylene octylphenyl ether.
(I-5) The method according to any one of (I-1) to (I-4), wherein the sphingomyelinase is derived from a microorganism belonging to Bacillus cereus.
(II) スフィンゴミエリンの定量用キット
(II-1) スフィンゴミエリナーゼ、アルカリホスファターゼ、コリンオキシダーゼ、及びペルオキシダーゼ、並びに非イオン性界面活性剤を含むスフィンゴミエリンの定量用キット(該スフィンゴミエリナーゼはバチルス属に属する微生物由来のものである)。
(II-2) 酵素反応の際に前記非イオン性界面活性剤が0.01〜1容量%の濃度で使用される、(II-1)に記載のキット。
(II-3) 前記非イオン性界面活性剤がポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテルである、(II-1)又は(II-2)に記載のキット。
(II-4) 前記スフィンゴミエリナーゼがバチルス・セレウスに属する微生物由来のものである、(II-1)〜(II-3)のいずれかに記載のキット。
(II) Sphingomyelin quantification kit
(II-1) Sphingomyelinase, alkaline phosphatase, choline oxidase, and peroxidase, and a sphingomyelin quantification kit containing a nonionic surfactant (the sphingomyelinase is derived from a microorganism belonging to the genus Bacillus) .
(II-2) The kit according to (II-1), wherein the nonionic surfactant is used at a concentration of 0.01 to 1% by volume in the enzyme reaction.
(II-3) The kit according to (II-1) or (II-2), wherein the nonionic surfactant is polyoxyethylene octylphenyl ether.
(II-4) The kit according to any one of (II-1) to (II-3), wherein the sphingomyelinase is derived from a microorganism belonging to Bacillus cereus.
本発明のスフィンゴミエリンの定量方法及び定量用キットは、高特異的、高感度、且つ高精度なスフィンゴミエリンの定量が可能である。 The sphingomyelin quantification method and quantification kit of the present invention can quantitate sphingomyelin with high specificity, high sensitivity, and high accuracy.
本発明によれば、SM類似化合物であるスフィンゴシルホスホコリン(SPC)、ホスファチジルコリン(PC)、及びリゾホスファチジルコリン(LPC)を検出せず、SM高特異的である。また、本発明の検出限界は5 pmolであり、従来のSMの定量方法と比べて、非常に高感度であり、高精度の定量を行うことが可能である。 According to the present invention, SM-specific compounds sphingosylphosphocholine (SPC), phosphatidylcholine (PC), and lysophosphatidylcholine (LPC) are not detected, and are highly SM specific. Further, the detection limit of the present invention is 5 pmol, which is very sensitive compared to the conventional SM quantification method, and it is possible to perform quantification with high accuracy.
更に、本発明における必要な操作は、ピペットによる試料と反応液のマイクロプレートへの分注が主で、非常に簡便であり、ハイスループット定量が可能である。 Furthermore, the necessary operation in the present invention is mainly the dispensing of the sample and the reaction solution to the microplate with a pipette, which is very simple and enables high-throughput quantification.
以下、本発明のスフィンゴミエリンの定量方法、及びスフィンゴミエリンの定量用キットについて詳細に説明する。 The sphingomyelin quantification method and sphingomyelin quantification kit of the present invention will be described in detail below.
スフィンゴミエリンの定量方法
本発明の試料中のスフィンゴミエリンの定量方法は、以下の工程を有することを特徴とする。
(1)試料にスフィンゴミエリナーゼ、アルカリホスファターゼ、コリンオキシダーゼ、及びペルオキシダーゼを非イオン性界面活性剤の存在下に作用させる工程(該スフィンゴミエリナーゼはバチルス属に属する微生物由来のものである)、並びに
(2)工程(1)で生成する化合物の蛍光強度、吸光度又は発光量を測定し、予め求めた検量線からスフィンゴミエリンを定量する工程。
Method for quantifying sphingomyelin The method for quantifying sphingomyelin in the sample of the present invention is characterized by the following steps.
(1) a step of allowing a sphingomyelinase, alkaline phosphatase, choline oxidase, and peroxidase to act on a sample in the presence of a nonionic surfactant (the sphingomyelinase is derived from a microorganism belonging to the genus Bacillus), and
(2) A step of measuring the fluorescence intensity, absorbance or luminescence amount of the compound produced in step (1), and quantifying sphingomyelin from a calibration curve determined in advance.
以下、各工程について説明する。 Hereinafter, each step will be described.
<工程(1)>
工程(1)では、試料にスフィンゴミエリナーゼ、アルカリホスファターゼ、コリンオキシダーゼ、及びペルオキシダーゼを非イオン性界面活性剤の存在下に作用させる。
<Process (1)>
In step (1), sphingomyelinase, alkaline phosphatase, choline oxidase, and peroxidase are allowed to act on the sample in the presence of a nonionic surfactant.
試料にスフィンゴミエリナーゼを作用させることにより、SMとH2Oからセラミドとホスホリルコリンが生成する。次に、当該生成物にアルカリホスファターゼを作用させることにより、ホスホリルコリンとH2Oからコリンとリン酸が生成する。次に、当該生成物にコリンオキダーゼを作用させることにより、コリン、O2及びH2OからH2O2とベタインが生成する。 By allowing sphingomyelinase to act on the sample, ceramide and phosphorylcholine are produced from SM and H 2 O. Next, by causing alkaline phosphatase to act on the product, choline and phosphate are produced from phosphorylcholine and H 2 O. Next, choline oxidase is allowed to act on the product to produce H 2 O 2 and betaine from choline, O 2 and H 2 O.
スフィンゴミエリナーゼは、スフィンゴリン脂質のエステル結合を加水分解する酵素である。本発明で使用するスフィンゴミエリナーゼは、スフィンゴミエリンを加水分解し、セラミドとホスホリルコリンを生成させるものであって、バチルス属に属する微生物由来のものであれば特に限定されないが、バチルス・セレウスに属する微生物に由来のものが好ましい。また、当該バチルス・セレウスに属する微生物由来のスフィンゴミエリナーゼのアミノ酸配列において1個若しくは2個以上のアミノ酸が欠失、置換若しくは付加されたアミノ酸配列からなるスフィンゴミエリナーゼも好ましい。 Sphingomyelinase is an enzyme that hydrolyzes the ester bond of sphingophospholipids. The sphingomyelinase used in the present invention is one that hydrolyzes sphingomyelin to produce ceramide and phosphorylcholine and is not particularly limited as long as it is derived from a microorganism belonging to the genus Bacillus, but a microorganism belonging to Bacillus cereus Those derived from are preferred. Also preferred is a sphingomyelinase consisting of an amino acid sequence in which one or more amino acids have been deleted, substituted or added in the amino acid sequence of a sphingomyelinase derived from a microorganism belonging to the Bacillus cereus.
アルカリホスファターゼは、最適pHをアルカリ性に持ち、リン酸モノエステル結合を加水分解し、無機リン酸を生じる亜鉛酵素である。本発明で使用するアルカリホスファターゼは、ホスホリルコリンを加水分解し、コリンを生成させることができるものであれば、微生物、動物及び植物いずれの由来のものでも使用できるが、動物由来のものが好ましく、ウシ腸由来のものが特に好ましい。また、当該ウシ腸由来アルカリホスファターゼのアミノ酸配列において1個若しくは2個以上のアミノ酸が欠失、置換若しくは付加されたアミノ酸配列からなるアルカリホスファターゼも好ましい。 Alkaline phosphatase is a zinc enzyme that has an optimum pH alkaline and hydrolyzes phosphate monoester bonds to produce inorganic phosphate. The alkaline phosphatase used in the present invention may be derived from any microorganism, animal, or plant, as long as it can hydrolyze phosphorylcholine to produce choline. Those derived from the intestines are particularly preferred. Moreover, alkaline phosphatase consisting of an amino acid sequence in which one or more amino acids are deleted, substituted or added in the amino acid sequence of bovine intestinal alkaline phosphatase is also preferred.
発明で使用するコリンオキシダーゼは、コリンを酸化し、過酸化水素を生成させることができるものであれば、微生物、動物及び植物いずれの由来のものでも使用できるが、微生物由来のものが好ましく、アルカリゲネス・エスピー(Alcaligenes sp.)由来のものが特に好ましい。また、当該アルカリゲネス・エスピー由来コリンオキシダーゼのアミノ酸配列において1個若しくは2個以上のアミノ酸が欠失、置換若しくは付加されたアミノ酸配列からなるコリンオキシダーゼも好ましい。 The choline oxidase used in the invention can be any microorganism, animal, or plant, as long as it can oxidize choline and generate hydrogen peroxide. -Those derived from SP (Alcaligenes sp.) Are particularly preferred. In addition, choline oxidase having an amino acid sequence in which one or more amino acids are deleted, substituted or added in the amino acid sequence of the alkali genus sp. Choline oxidase is also preferable.
本発明で使用するペルオキシダーゼは、微生物、動物及び植物いずれの由来のものでも使用できるが、植物由来のものが好ましく、西洋ワサビ(horseradish)由来のものが特に好ましい。また、当該西洋ワサビ由来ペルオキシダーゼのアミノ酸配列において1個若しくは2個以上のアミノ酸が欠失、置換若しくは付加されたアミノ酸配列からなるペルオキシダーゼも好ましい。 The peroxidase used in the present invention can be derived from any microorganism, animal or plant, but is preferably derived from a plant, and particularly preferably derived from horseradish. A peroxidase having an amino acid sequence in which one or more amino acids are deleted, substituted or added in the amino acid sequence of the horseradish peroxidase is also preferred.
本発明のSMの定量方法では、試料に上記4種類の酵素を作用させる場合は、4種の酵素を一緒に添加して一度に反応させても良いし又は逐次的に添加して反応させても良い。しかしながら、(a)スフィンゴミエリナーゼ及びアルカリホスファターゼ、並びに(b)コリンオキシダーゼ及びペルオキシダーゼ、の二段階に分けて酵素を作用させることが好ましい。このように、4種類の酵素を段階的に反応させることにより精度を高めることができる。 In the SM quantification method of the present invention, when the above four types of enzymes are allowed to act on a sample, the four types of enzymes may be added together and reacted at the same time or sequentially added and reacted. Also good. However, the enzyme is preferably allowed to act in two steps: (a) sphingomyelinase and alkaline phosphatase, and (b) choline oxidase and peroxidase. Thus, accuracy can be improved by reacting four types of enzymes stepwise.
試料にスフィンゴミエリナーゼを作用させる条件としては使用する酵素の特性に応じて適宜設定することができるが、pHは通常6〜9、温度は通常15〜40℃である。試料にスフィンゴミエリナーゼを作用させる時間は、分析する試料の特性に応じて適宜設定することができるが、通常5分以上である。 Conditions for allowing sphingomyelinase to act on the sample can be appropriately set according to the characteristics of the enzyme used, but the pH is usually 6 to 9, and the temperature is usually 15 to 40 ° C. The time for which sphingomyelinase is allowed to act on the sample can be appropriately set according to the characteristics of the sample to be analyzed, but is usually 5 minutes or longer.
試料にアルカリホスファターゼを作用させる条件としては使用する酵素の特性に応じて適宜設定することができるが、pHは通常6〜9、温度は通常15〜40℃である。試料にアルカリホスファターゼを作用させる時間は、分析する試料の特性に応じて適宜設定することができるが、通常5分以上である。 Conditions for allowing alkaline phosphatase to act on the sample can be appropriately set according to the characteristics of the enzyme used, but the pH is usually 6 to 9, and the temperature is usually 15 to 40 ° C. The time for which alkaline phosphatase is allowed to act on the sample can be appropriately set according to the characteristics of the sample to be analyzed, but is usually 5 minutes or longer.
試料にコリンオキダーゼを作用させる条件としては使用する酵素の特性に応じて適宜設定することができるが、pHは通常6〜9、温度は通常15〜40℃である。試料にコリンオキダーゼを作用させる時間は、分析する試料の特性に応じて適宜設定することができるが、通常5分以上である。 Conditions for allowing choline oxidase to act on the sample can be appropriately set according to the characteristics of the enzyme used, but the pH is usually 6 to 9, and the temperature is usually 15 to 40 ° C. The time for which choline oxidase is allowed to act on the sample can be appropriately set according to the characteristics of the sample to be analyzed, but is usually 5 minutes or longer.
試料にペルオキシダーゼを作用させる条件としては使用する酵素の特性に応じて適宜設定することができるが、pHは通常6〜9、温度は通常15〜40℃である。試料にペルオキシダーゼを作用させる時間は、分析する試料の特性に応じて適宜設定することができるが、通常5分以上である。 The conditions for allowing peroxidase to act on the sample can be appropriately set according to the characteristics of the enzyme used, but the pH is usually 6 to 9, and the temperature is usually 15 to 40 ° C. The time for which the peroxidase is allowed to act on the sample can be appropriately set according to the characteristics of the sample to be analyzed, but is usually 5 minutes or longer.
4種類の酵素の作用温度やpHが共通する場合は全ての酵素の反応を同時に行うことができ、作用温度やpHが酵素により異なる場合は逐次段階的に必要とされる温度やpHに設定し反応を行うことができる。 When the working temperature and pH of the four types of enzymes are the same, all enzyme reactions can be performed simultaneously.If the working temperature and pH differ depending on the enzyme, the temperature and pH are set to the stepwise required temperature and pH. The reaction can be performed.
本発明のSMの定量方法において、試料に4種類の酵素を作用させる反応液中の4種類の酵素の量は、含まれるSM量等を考慮して分析に適切な酵素量に適宜調整することができるが、スフィンゴミエリナーゼは通常0.01〜10 U/ml、好ましくは0.1〜5 U/ml、アルカリホスファターゼは通常1〜100 U/ml、好ましくは5〜40 U/ml、コリンオキダーゼは通常0.1〜20 U/ml、好ましくは1〜10 U/ml、ペルオキシダーゼは通常0.5〜50 U/ml、好ましくは1〜10 U/mlである。これら4種類の酵素は、反応時間内にほぼ完全に反応を終えることで高い精度が得られるため、十分な量の酵素を用いることが望ましい。 In the SM quantification method of the present invention, the amount of the four types of enzymes in the reaction solution in which the four types of enzymes are allowed to act on the sample should be appropriately adjusted to an appropriate amount of enzyme for analysis in consideration of the amount of SM contained. Sphingomyelinase is usually 0.01 to 10 U / ml, preferably 0.1 to 5 U / ml, alkaline phosphatase is usually 1 to 100 U / ml, preferably 5 to 40 U / ml, and choline oxidase is usually 0.1 to 20 U / ml, preferably 1-10 U / ml, peroxidase is usually 0.5-50 U / ml, preferably 1-10 U / ml. Since these four types of enzymes can obtain high accuracy by completing the reaction almost completely within the reaction time, it is desirable to use a sufficient amount of enzymes.
本発明において、試料にスフィンゴミエリナーゼ、アルカリホスファターゼ、コリンオキシダーゼ、及びペルオキシダーゼを作用させるための反応液には、試料と酵素の他に、非イオン性界面活性剤が含まれる。尚、4種の酵素を逐次的に反応させる場合は、非イオン性界面活性剤は、少なくともスフィンゴミエリナーゼを反応させる際の反応液に含まれていれば良い。反応液中の非イオン性界面活性剤の濃度は、好ましくは0.01〜1容量%、より好ましくは0.05〜0.5容量%、特に好ましくは0.1〜0.4容量%である。 In the present invention, the reaction solution for allowing sphingomyelinase, alkaline phosphatase, choline oxidase, and peroxidase to act on the sample contains a nonionic surfactant in addition to the sample and the enzyme. In addition, when reacting four types of enzymes sequentially, the nonionic surfactant should just be contained in the reaction liquid at the time of making sphingomyelinase react. The concentration of the nonionic surfactant in the reaction solution is preferably 0.01 to 1% by volume, more preferably 0.05 to 0.5% by volume, and particularly preferably 0.1 to 0.4% by volume.
非イオン性界面活性剤としては、公知のものを使用でき、例えば、ソルビタンモノオレート、ソルビタンモノイソステアレート、ソルビタンモノラウレート、ソルビタンモノパルミテート、ソルビタンモノステアレート、ソルビタンセスキオレエート、ソルビタントリオレエート、ペンタ-2-エチルヘキシル酸ジグリセロールソルビタン、テトラ-2-エチルヘキシル酸ジグリセロールソルビタン、モノ綿実油脂肪酸グリセリン、モノエルカ酸グリセリン、セスキオレイン酸グリセリン、モノステアリン酸グリセリン、ジイソステアリン酸ジグリセリン、α,α'-オレイン酸ピログルタミン酸グリセリン、モノステアリン酸グリセリンリンゴ酸、モノステアリン酸プロピレングリコール、硬化ヒマシ油誘体、グリセリンアルキルエーテル、ポリオキシエチレン(POE)ソルビタンモノオレート、POEソルビタンモノステアレート、POEソルビタンモノオレート、POEソルビタンテトラオレート、POEソルビットモノラウレート、POEソルビットモノオエート、POEソルビットペンタオレエート、POEソルビットモノステアレート、POEモノオレート、POEモノオレエート、ジステアリン酸エチレングリコール、POEラウリルエーテル、POEオレイルエーテル、POEステアリルエーテル、POEベヘニルエーテル、POE-2-オクチルドデシルエーテル、POEコレスタノールエーテル、POEオクチルフェニルエーテル、POEノニルフェニルエーテル、POEジノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレン・ポリオキシプロピレン(POE・POP)セチルエーテル、POE・POPモノブチルエーテル、POE・POP-2-デシルテトラデシルエーテル、POE・POPモノブチルエーテル、POE・POP水添ラノリン、テトロニック、POEヒマシ油、POE硬化ヒマシ油、POE硬化ヒマシ油モノイソステアレート、POE硬化ヒマシ油トリイソステアレート、POE硬化ヒマシ油モノピログルタミン酸ジエステル、POE硬化ヒマシ油マレイン酸、POEソルビットミツロウ、ヤシ油脂肪酸ジエタノールアミド、ラウリン酸モノエタノールアミド、脂肪酸イソプロパノールアミド、POE脂肪酸アミド、ショ糖脂肪酸エステル、POEノニルフェニルホルムアルデヒド縮合物、アルキルエトキシジメチルアミンオキサイド、トリオレイルリン酸などが挙げられる。これらを単独であるいは2種以上混合して用いる。非イオン性界面活性剤は、好ましくは、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル(例えば、Triton X-100)である。 Known nonionic surfactants can be used such as sorbitan monooleate, sorbitan monoisostearate, sorbitan monolaurate, sorbitan monopalmitate, sorbitan monostearate, sorbitan sesquioleate, sorbitan trioleate. Ate, penta-2-ethylhexyl diglycerol sorbitan, tetra-2-ethylhexyl diglycerol sorbitan, mono cottonseed oil fatty acid glycerin, glyceryl monoerucate, glyceryl sesquioleate, glyceryl monostearate, diglycerin diisostearate, α, α ' -Glycerol oleate, glyceryl monostearate, malic monostearate, propylene glycol monostearate, hardened castor oil attractant, glycerin alkyl ether, polyoxye Tylene (POE) sorbitan monooleate, POE sorbitan monostearate, POE sorbitan monooleate, POE sorbitan tetraoleate, POE sorbite monolaurate, POE sorbite monooate, POE sorbite monooleate, POE sorbite monostearate, POE monooleate , POE monooleate, ethylene glycol distearate, POE lauryl ether, POE oleyl ether, POE stearyl ether, POE behenyl ether, POE-2-octyldodecyl ether, POE cholestanol ether, POE octyl phenyl ether, POE nonyl phenyl ether, POE diethyl ether Nonylphenyl ether, polyoxyethylene / polyoxypropylene (POE / POP) cetyl ether, POE / POP monobutyl ether, POE / POP-2-decyltetradecyl ether, POE / POP monobutyl ether POE / POP hydrogenated lanolin, Tetronic, POE castor oil, POE hydrogenated castor oil, POE hydrogenated castor oil monoisostearate, POE hydrogenated castor oil triisostearate, POE hydrogenated castor oil monopyroglutamic acid diester, POE cured Castor oil maleic acid, POE sorbite beeswax, palm oil fatty acid diethanolamide, lauric acid monoethanolamide, fatty acid isopropanolamide, POE fatty acid amide, sucrose fatty acid ester, POE nonylphenylformaldehyde condensate, alkylethoxydimethylamine oxide, trioleyl phosphorus An acid etc. are mentioned. These may be used alone or in combination of two or more. The nonionic surfactant is preferably polyoxyethylene octyl phenyl ether (eg, Triton X-100).
本発明において、試料にスフィンゴミエリナーゼ、アルカリホスファターゼ、コリンオキシダーゼ、及びペルオキシダーゼを作用させるための反応液には、ペルオキシダーゼの存在下でH2O2と反応することで蛍光強度、吸光度又は発光量が増加する化合物が含まれる。尚、4種の酵素を逐次的に反応させる場合は、当該化合物は、少なくともペルオキシダーゼを反応させる際の反応液に含まれていれば良い。そのような化合物としては、例えば、10-アセチル-3,7-ジヒドロキシフェノキサジン(Amplex Red)が挙げられる。反応液中の10-アセチル-3,7-ジヒドロキシフェノキサジンの濃度は適宜調整することができるが、通常10〜500μMである。 In the present invention, a reaction solution for allowing sphingomyelinase, alkaline phosphatase, choline oxidase, and peroxidase to act on a sample has fluorescence intensity, absorbance, or luminescence amount by reacting with H 2 O 2 in the presence of peroxidase. Increasing compounds are included. In addition, when reacting 4 types of enzymes sequentially, the said compound should just be contained in the reaction liquid at the time of making peroxidase react. An example of such a compound is 10-acetyl-3,7-dihydroxyphenoxazine (Amplex Red). The concentration of 10-acetyl-3,7-dihydroxyphenoxazine in the reaction solution can be adjusted as appropriate, but is usually 10 to 500 μM.
試料にスフィンゴミエリナーゼ、アルカリホスファターゼ、コリンオキシダーゼ、及びペルオキシダーゼを作用させるための反応液には、他に、緩衝液、金属塩等が含まれていても良い。緩衝液としては、例えばトリス-塩酸緩衝液、リン酸カリウム緩衝液、グリシン-塩酸緩衝液、酢酸緩衝液、クエン酸緩衝液等が挙げられる。金属塩としては、例えば、マグネシウム塩、カリウム塩、ナトリウム塩等が挙げられる。 In addition, the reaction solution for allowing sphingomyelinase, alkaline phosphatase, choline oxidase, and peroxidase to act on the sample may contain a buffer solution, a metal salt, or the like. Examples of the buffer include Tris-hydrochloric acid buffer, potassium phosphate buffer, glycine-hydrochloric acid buffer, acetic acid buffer, citrate buffer, and the like. Examples of the metal salt include magnesium salt, potassium salt, sodium salt and the like.
本発明における試料としては、SMの定量が求められているものであれば特に限定されず、例えば、培養細胞、培養液、ヒト又は動物の組織及び血液を含む体液、植物の組織及び植物体液、菌類、真菌類、細菌及び細菌の培養液、医薬、食品、サプリメント等が挙げられる。試料は希釈液により希釈されていても良く、そのような希釈液としては緩衝液が挙げられる。緩衝液としては、例えば前述するものが挙げられる。試料は酵素反応の前に前処理されていても良く、そのような処理としては加熱処理等が挙げられる。 The sample in the present invention is not particularly limited as long as SM is required to be quantified, for example, cultured cells, culture fluid, human or animal tissue and blood-containing body fluid, plant tissue and plant body fluid, Examples include fungi, fungi, bacteria and bacterial cultures, pharmaceuticals, foods, supplements, and the like. The sample may be diluted with a diluent, and examples of such a diluent include a buffer. Examples of the buffer solution include those described above. The sample may be pretreated before the enzyme reaction, and examples of such treatment include heat treatment.
<工程(2)>
工程(2)では、工程(1)で生成する化合物の蛍光強度、吸光度又は発光量を測定し、予め求めた検量線からスフィンゴミエリンを定量する。
<Process (2)>
In step (2), the fluorescence intensity, absorbance or luminescence amount of the compound produced in step (1) is measured, and sphingomyelin is quantified from a previously determined calibration curve.
一連の反応の結果、1分子のSMから2分子のH2O2が生成するため、H2O2量を測定することでSMを定量することが可能となる。 As a result of a series of reactions, two molecules of H 2 O 2 are generated from one molecule of SM, and therefore it is possible to quantify SM by measuring the amount of H 2 O 2 .
工程(2)における測定方法としては、具体的には、ペルオキシダーゼによってH2O2と反応して新たな吸収波長を得る化合物(例えば、N,N'-ビス(2-ヒドロキシ-3-スルホプロピル)トリジン等)を用いて吸光度測定を行う方法、ペルオキシダーゼによってH2O2と反応して複数の化合物が酸化縮合し新たな吸収波長を得る化合物(例えば、フェノールと4-アミノアンチピリンとの酸化縮合等)を用いて吸光度測定を行う方法、ペルオキシダーゼによってH2O2と反応して新たに蛍光を生じる化合物(例えば、10-アセチル-3,7-ジヒドロキシフェノキサジン等)を用いて蛍光強度を測定する方法、及びペルオキシダーゼによってH2O2と反応して新たに発光を生じる化合物(例えば、ルミノール等)を用いて発光量を測定する方法が挙げられる。 As the measurement method in step (2), specifically, a compound that reacts with H 2 O 2 by peroxidase to obtain a new absorption wavelength (for example, N, N′-bis (2-hydroxy-3-sulfopropyl) ), A method for measuring absorbance using tolidine, etc., a compound that reacts with H 2 O 2 by peroxidase to oxidize and condense multiple compounds to obtain a new absorption wavelength (for example, oxidative condensation of phenol and 4-aminoantipyrine) Etc.), fluorescence intensity is measured using a compound that reacts with H 2 O 2 with peroxidase to generate new fluorescence (for example, 10-acetyl-3,7-dihydroxyphenoxazine, etc.) And a method of measuring the amount of luminescence using a compound that reacts with H 2 O 2 by peroxidase to newly generate luminescence (eg, luminol).
上記の中でも好ましいのは、ペルオキシダーゼによってH2O2と反応して新たに蛍光を生じる化合物を用いて蛍光強度を測定する方法であり、特に好ましいのはH2O2に10-アセチル-3,7-ジヒドロキシフェノキサジン(Amplex Red)とペルオキシダーゼを作用させることにより生成するレゾルフィンの蛍光強度を測定する方法である。レゾルフィンは、蛍光性化合物であり、最大励起波長は571 nm、最大蛍光波長は585 nmである。それに対して、10-アセチル-3,7-ジヒドロキシフェノキサジンは、非蛍光性化合物であり、波長571 nm付近の光を照射しても蛍光は生じない。一連の反応の結果、1分子のSMから2分子のレゾルフィンが生成するため、レゾルフィン量を測定することでSMを定量することが可能である。レゾルフィン量の測定は、例えば蛍光マイクロプレートリーダーを使用し、励起波長側544 nm、蛍光波長側590 nmのフィルターを選択して蛍光強度を測定することにより行うことができる。 Among them, preferred is a method of measuring fluorescence intensity using a compound that reacts with H 2 O 2 by peroxidase to newly generate fluorescence, and particularly preferred is 10-acetyl-3 for H 2 O 2 , This is a method for measuring the fluorescence intensity of resorufin produced by the action of 7-dihydroxyphenoxazine (Amplex Red) and peroxidase. Resorufin is a fluorescent compound having a maximum excitation wavelength of 571 nm and a maximum fluorescence wavelength of 585 nm. On the other hand, 10-acetyl-3,7-dihydroxyphenoxazine is a non-fluorescent compound and does not produce fluorescence even when irradiated with light having a wavelength of about 571 nm. As a result of a series of reactions, two molecules of resorufin are produced from one molecule of SM, so it is possible to quantify SM by measuring the amount of resorufin. The amount of resorufin can be measured, for example, by using a fluorescent microplate reader and selecting a filter having an excitation wavelength of 544 nm and a fluorescence wavelength of 590 nm and measuring the fluorescence intensity.
本明細書において、37℃、pH7.4で、1分間に1μmolのトリニトロフェニルアミノラウロイルスフィンゴミエリンを加水分解するスフィンゴミエリナーゼ酵素量を1Uとする。アルカリホスファターゼ酵素量は、1国際酵素単位を1Uとする。37℃、pH8.0で、1分間に1μmolのH2O2を産生するコリンオキダーゼ酵素量を1Uとする。ペルオキシダーゼ酵素量は、1国際酵素単位を1Uとする。 In this specification, the amount of sphingomyelinase enzyme that hydrolyzes 1 μmol of trinitrophenylaminolauroyl sphingomyelin per minute at 37 ° C. and pH 7.4 is 1 U. The amount of alkaline phosphatase enzyme is 1U per international enzyme unit. The amount of choline oxidase enzyme that produces 1 μmol of H 2 O 2 per minute at 37 ° C. and pH 8.0 is defined as 1U. The amount of peroxidase enzyme is 1 U for 1 international enzyme unit.
上記「1個若しくは2個以上」の範囲は特に限定されないが、例えば1〜50個、好ましくは1〜25個、より好ましくは1〜12個、更に好ましくは1〜9個、特に好ましくは1〜5個を意味する。特定のアミノ酸において、1個若しくは2個以上のアミノ酸を置換、欠失、又は付加させる技術は公知である。 The range of the “one or two or more” is not particularly limited, but for example, 1 to 50, preferably 1 to 25, more preferably 1 to 12, further preferably 1 to 9, and particularly preferably 1 Means ~ 5. Techniques for substituting, deleting, or adding one or more amino acids in a specific amino acid are known.
本発明において、微生物、動物又は植物由来の酵素とは、微生物、動物又は植物が産生する酵素、及び該酵素のアミノ酸配列において、1又はそれ以上のアミノ酸を置換、付加、欠失、挿入させることで得られる改変体を広く包含する。 In the present invention, a microorganism, animal or plant-derived enzyme refers to an enzyme produced by a microorganism, animal or plant, and one or more amino acids substituted, added, deleted or inserted in the amino acid sequence of the enzyme. The modification obtained by is widely included.
上記の各酵素は市販品として入手可能であるか、又は公知の遺伝子配列の情報を利用して遺伝子を取得し形質転換体を作製することにより生産することができる。生産した酵素の精製は、アフィニティークロマトグラフィー、イオン交換クロマトグラフィー、ハイドロキシアパタイトカラムクロマトグラフィー、硫酸アンモニウム塩折法等により行うことができる。 Each of the above-mentioned enzymes can be obtained as a commercial product, or can be produced by obtaining a gene using information on a known gene sequence and preparing a transformant. The produced enzyme can be purified by affinity chromatography, ion exchange chromatography, hydroxyapatite column chromatography, ammonium sulfate salt folding method, or the like.
本発明のSMの定量方法の一例として次の方法が挙げられる。まずSMの濃度が既知の溶液を適宜希釈した標準試料について本発明の方法により蛍光強度を測定し、SM濃度に対する蛍光強度の検量線を作成する。そして、SMの含量が未知の試料を用いて本発明により蛍光強度を測定し、上記検量線からSM量を求めることができる。 An example of the SM quantification method of the present invention is the following method. First, the fluorescence intensity of a standard sample obtained by appropriately diluting a solution with a known SM concentration is measured by the method of the present invention, and a calibration curve of the fluorescence intensity with respect to the SM concentration is created. Then, the fluorescence intensity can be measured according to the present invention using a sample whose SM content is unknown, and the SM amount can be obtained from the calibration curve.
本発明のスフィンゴミエリンの定量方法は、高特異的、高感度、且つ高精度なスフィンゴミエリンの定量が可能である。 The sphingomyelin quantification method of the present invention enables highly specific, highly sensitive and highly accurate sphingomyelin quantification.
スフィンゴミエリンの定量用キット
本発明のスフィンゴミエリンの定量用キットは、スフィンゴミエリナーゼ、アルカリホスファターゼ、コリンオキシダーゼ、及びペルオキシダーゼ、並びに非イオン性界面活性剤を含むことを特徴とする。
Sphingomyelin quantification kit The sphingomyelin quantification kit of the present invention comprises sphingomyelinase, alkaline phosphatase, choline oxidase, peroxidase, and a nonionic surfactant.
本発明のSMの定量用キットを用いて前記SMの定量方法を実施することで、高特異的、高感度、且つ高精度なスフィンゴミエリンの定量が可能である。 By performing the SM quantification method using the SM quantification kit of the present invention, it is possible to quantify sphingomyelin with high specificity, high sensitivity, and high accuracy.
本発明のSMの定量用キットを使用する方法は、前述するSMの定量方法を適用できる。スフィンゴミエリナーゼ、アルカリホスファターゼ、コリンオキシダーゼ、及びペルオキシダーゼ、並びに非イオン性界面活性剤は前述したものと同様である。 The SM quantification method described above can be applied to the method of using the SM quantification kit of the present invention. Sphingomyelinase, alkaline phosphatase, choline oxidase, peroxidase, and nonionic surfactant are the same as those described above.
本発明のSMの定量用キットは、スフィンゴミエリナーゼ、アルカリホスファターゼ、コリンオキシダーゼ、及びペルオキシダーゼを酵素液として含んでいても良いし、また乾燥粉末の形態で含んでいても良い。本発明のSMの定量用キットは、H2O2の存在下でペルオキシダーゼを作用させることで蛍光強度、吸光度又は発光量を測定可能な化合物を生成する化合物を含んでいても良い。本発明のSMの定量用キットはまた、更に緩衝剤、金属塩等を含んでいても良い。緩衝剤及び金属塩としては前述するものが挙げられる。緩衝剤及び金属塩は水溶液又は粉末の形態でキットに含まれていることが好ましい。 The SM quantification kit of the present invention may contain sphingomyelinase, alkaline phosphatase, choline oxidase, and peroxidase as an enzyme solution, or may contain a dry powder form. The SM quantification kit of the present invention may contain a compound that generates a compound capable of measuring fluorescence intensity, absorbance, or luminescence amount by allowing peroxidase to act in the presence of H 2 O 2 . The SM quantitative determination kit of the present invention may further contain a buffer, a metal salt and the like. Examples of the buffering agent and the metal salt include those described above. The buffer and the metal salt are preferably included in the kit in the form of an aqueous solution or powder.
以下、本発明を更に詳しく説明するため実施例を挙げる。しかし、本発明はこれら実施例等になんら限定されるものではない。 Examples are given below to illustrate the present invention in more detail. However, the present invention is not limited to these examples.
材料
バチルス・セレウス由来SMaseは、Sigma-Aldrich (St.Louis, MO)から購入した。アルカリゲネス・エスピー由来のコリンオキシダーゼは、和光純薬工業(Osaka, Japan)から購入した。ウシ腸由来のアルカリホスファターゼ及び西洋ワサビ根由来のペルオキシダーゼは、オリエンタル酵母(Osaka, Japan)から購入した。Amplex Red試薬は、Molecular Probes (Eugene, OR)から購入した。パルミトイルSM、鶏卵由来SM、ブタ脳由来SM、牛乳由来SM、スフィンゴシルホスホコリン(SPC)、L-α-パルミトイル-オレイルPC、及びL-α-モノオレイルPCは、Avanti Polar Lipids (Alabaster, AL)から購入した。その他の化学薬品は特級のものを使用した。
Materials SMase derived from Bacillus cereus was purchased from Sigma-Aldrich (St. Louis, MO). Choline oxidase derived from Alkaligenes sp was purchased from Wako Pure Chemical Industries (Osaka, Japan). Bovine intestinal alkaline phosphatase and horseradish root peroxidase were purchased from Oriental yeast (Osaka, Japan). Amplex Red reagent was purchased from Molecular Probes (Eugene, OR). Palmitoyl SM, chicken egg-derived SM, pig brain-derived SM, milk-derived SM, sphingosylphosphocholine (SPC), L-α-palmitoyl-oleyl PC, and L-α-monooleyl PC are Avanti Polar Lipids (Alabaster, AL) Purchased from. Other chemicals were of special grade.
SMの酵素測定
測定は、3反応試液システムを使用して行った。反応試液M1は、1 U/ml SMase、20 U/ml アルカリホスファターゼ、1.5 mM MgCl2、50 mM NaCl、及び50 mM Tris-HCl (pH 7.4)を含有する。反応試液M2は、4 U/ml コリンオキシダーゼ、5 U/ml ペルオキシダーゼ、300μM Amplex Red、0.2容量% Triton X-100、50 mM NaCl、及び50 mM Tris-HCl (pH 7.4)を含有する。Amplex Red Stop試薬は、Molecular Probesから購入した。SM標準溶液は、1容量% Triton X-100水溶液に溶解した。
The enzyme measurement of SM was performed using a three-reaction reagent system. The reaction reagent solution M1 contains 1 U / ml SMase, 20 U / ml alkaline phosphatase, 1.5 mM MgCl 2 , 50 mM NaCl, and 50 mM Tris-HCl (pH 7.4). The reaction reagent M2 contains 4 U / ml choline oxidase, 5 U / ml peroxidase, 300 μM Amplex Red, 0.2% by volume Triton X-100, 50 mM NaCl, and 50 mM Tris-HCl (pH 7.4). Amplex Red Stop reagent was purchased from Molecular Probes. The SM standard solution was dissolved in a 1% by volume Triton X-100 aqueous solution.
サンプル(10μl)を反応試液M1 (40μl)に添加し、37℃で30分間インキュベートした。インキュベート後、反応試液M2 (50μl)を添加した。室温で30分間インキュベート後、Amplex Red Stop試薬(20μl)を添加した。蛍光強度を蛍光マイクロプレートリーダー(Fluoroskan Ascent FL, Thermo Fisher Scientific, Rockford, IL)を使用して測定し、励起波長側と蛍光波長側フィルターは、それぞれ544 nmと590 nmに設定した。 Sample (10 μl) was added to reaction reagent M1 (40 μl) and incubated at 37 ° C. for 30 minutes. After incubation, reaction reagent M2 (50 μl) was added. After incubating at room temperature for 30 minutes, Amplex Red Stop reagent (20 μl) was added. The fluorescence intensity was measured using a fluorescence microplate reader (Fluoroskan Ascent FL, Thermo Fisher Scientific, Rockford, IL), and the excitation wavelength side and fluorescence wavelength side filters were set to 544 nm and 590 nm, respectively.
細胞中のSM含量の測定
HEK293細胞は、10%熱不活性化FBSを含むDMEMを用いて、加湿インキュベーター(5% CO2)内37℃で培養した。6ウェルプレートに細胞を播種し、37℃で48時間インキュベートした。インキュベート後、細胞を氷上で冷却し、冷却したPBSで洗浄し、掻き取り、細胞を超音波処理により破砕した。細胞の脂質をBligh and Dyerの方法(Bligh, E.G., Dyer, W.J., 1959. A rapid method of total lipid extraction and purification. Can J Biochem Physiol 37, 911-917.)によって抽出し、使用直前に調製した1容量% Triton X-100に溶解した。細胞からの脂質抽出物中のSMは、本発明の酵素定量法によって測定した。
Measurement of SM content in cells
HEK293 cells were cultured at 37 ° C. in a humidified incubator (5% CO 2 ) using DMEM containing 10% heat-inactivated FBS. Cells were seeded in 6-well plates and incubated at 37 ° C. for 48 hours. After incubation, the cells were cooled on ice, washed with chilled PBS, scraped, and the cells were disrupted by sonication. Cell lipids were extracted by Bligh and Dyer's method (Bligh, EG, Dyer, WJ, 1959. A rapid method of total lipid extraction and purification. Can J Biochem Physiol 37, 911-917.) Dissolved in 1% by volume Triton X-100. SM in lipid extracts from cells was measured by the enzyme assay method of the present invention.
<結果>
試験例1:SM測定
検量線は、SM標準溶液を用いて作成した。SM測定のための検量線は、10〜100μMの間で線形であった(r=0.9985)(図2A)。SMが低濃度の場合、曲線はわずかに非線形であり、二次回帰曲線にフィッティングした(r=0.9993)(図2B)。図2Bの挿入図に示したように、検出限界は0.5μM(反応混合液中5 pmol)であった。これは非特許文献2で報告された比色分析より140倍感度が高く、非特許文献1で報告された蛍光分析より4倍感度が高かった。
<Result>
Test Example 1: An SM measurement calibration curve was prepared using an SM standard solution. The calibration curve for SM measurement was linear between 10 and 100 μM (r = 0.9985) (FIG. 2A). When SM was at low concentrations, the curve was slightly non-linear and fitted to a quadratic regression curve (r = 0.9993) (Figure 2B). As shown in the inset of FIG. 2B, the detection limit was 0.5 μM (5 pmol in the reaction mixture). This was 140 times more sensitive than the colorimetric analysis reported in
パルミトイルSMに対する反応の蛍光変化は、混合アシル鎖を有する鶏卵SM、ブタ脳SM、及び牛乳SMのものと同じであった。これは、当該方法がアシル鎖の種類に拘わらず、SMを測定できることを示している。SPC(SMのリゾ形態)は細胞中に少量存在し、脂質メディエーターとして知られている。この分析では、SPCは蛍光において無視できるほどの増加だけを示し(SMによる蛍光増加の〜1%)、他のコリン含有リン脂質である、PC及びLPCは、蛍光の増加に導かなかった(図3)。Triton X-100を使用することによって、当該測定方法からSPC及びLPCを除外することが可能になる。以下にSM、SPC、PC及びLPCの構造を示す。 The fluorescence change of the response to palmitoyl SM was the same as that of egg SM, pig brain SM and milk SM with mixed acyl chains. This indicates that the method can measure SM regardless of the type of acyl chain. SPC (lyso form of SM) is present in a small amount in cells and is known as a lipid mediator. In this analysis, SPC showed only a negligible increase in fluorescence (˜1% of the increase in fluorescence due to SM), and other choline-containing phospholipids, PC and LPC, did not lead to an increase in fluorescence (FIG. 3). By using Triton X-100, SPC and LPC can be excluded from the measurement method. The structures of SM, SPC, PC and LPC are shown below.
試験例2:培養細胞中のSMの測定
SM測定の正確性を確認するために、既知量のパルミトイルSMを細胞脂質抽出物に加えて回収試験を行った(表1)。その結果、添加したSMの平均回収率は、100.3%であった。これは、細胞から抽出された他の疎水性化合物の干渉が、SM測定に対して無かったことを示している。
Test Example 2: Measurement of SM in cultured cells
In order to confirm the accuracy of SM measurement, a known amount of palmitoyl SM was added to the cell lipid extract and a recovery test was performed (Table 1). As a result, the average recovery rate of the added SM was 100.3%. This indicates that there was no interference of other hydrophobic compounds extracted from the cells with respect to the SM measurement.
定量の線形性を試験するために、HEK293細胞からの脂質抽出物を1容量% Triton X-100水溶液で順次希釈した。図4に示されているように、よくフィッティングした回帰直線が得られた(r=0.9991)。 In order to test the linearity of the quantification, lipid extracts from HEK293 cells were serially diluted with a 1% by volume Triton X-100 aqueous solution. As shown in FIG. 4, a well-fitted regression line was obtained (r = 0.9991).
上記の結果から、本発明のSMの定量方法が、高特異性、高感度、及び高精度を有していることが分かる。 From the above results, it can be seen that the SM quantification method of the present invention has high specificity, high sensitivity, and high accuracy.
Claims (9)
(1)試料にスフィンゴミエリナーゼ、アルカリホスファターゼ、コリンオキシダーゼ、及びペルオキシダーゼを非イオン性界面活性剤の存在下に作用させる工程(該スフィンゴミエリナーゼはバチルス属に属する微生物由来のものである)、並びに
(2)工程(1)で生成する化合物の蛍光強度、吸光度又は発光量を測定し、予め求めた検量線からスフィンゴミエリンを定量する工程。 Method for quantifying sphingomyelin in a sample having the following steps:
(1) a step of allowing a sphingomyelinase, alkaline phosphatase, choline oxidase, and peroxidase to act on a sample in the presence of a nonionic surfactant (the sphingomyelinase is derived from a microorganism belonging to the genus Bacillus), and
(2) A step of measuring the fluorescence intensity, absorbance or luminescence amount of the compound produced in step (1), and quantifying sphingomyelin from a calibration curve determined in advance.
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