JP2575648B2 - クレアチンキナ−ゼの安定化方法 - Google Patents

クレアチンキナ−ゼの安定化方法

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Description

【発明の詳細な説明】 <産業上の利用分野> 本発明は、還元剤の存在下でクレアチンキナーゼ(以
下CKとする)に還元糖を作用させ、CKを還元糖化するこ
とによるCKの安定化方法、及びこの還元糖化したCKを高
分子物質を含む溶液に加えることによるCKの安定化方法
に関する。
<従来の技術> CKはATPとADPを補酵素とし、クレアチンリン酸+ADP
クレアチン+ATP、の反応を触媒し、主に高エネルギ
ーリン酸の貯蔵またはATPの再生産に関する重要な酵素
である。生体内には、骨格筋に最も多く含まれ、心筋、
平滑筋、脳などにも含まれているが、肝、脾、腎、膵な
どの実質臓器および赤血球にはほとんど存在しない。こ
の様な体内分布の特異性からヒト血清中のCKの測定は、
原発性筋疾患の診断やその保因者の検出或いは早期の心
筋梗塞の診断によく用いられている。
臨床検査におけるCKの測定には、CK標準液と共に、日
々の測定手技、測定機器、測定試薬等の精度管理のた
め、CKを含有するコントロール血清を指標として利用し
ている。
従来このような用途のためのCK標準液やCKを含有する
コントロール血清の開発にあたり、CKは安定性の良くな
い酵素であるため、その安定性に関する検討がなされて
きた。その結果、CKを安定化させるために、例えば特開
昭57−122796号公報に示すSH基をもつ化合物を添付する
方法やβ−メルカプトエタノールを加えて凍結乾燥する
方法、更にはエチレングリコールにCKを溶解させる方法
などが知られている。
<発明が解決しようとする問題点> しかし、これらいずれの方法を用いても臨床検査で用
いるCK標準液やCKを含有するコントロール血清としては
満足できるものではなかった。
すなわち、SH基を有する化合物を添加する方法ではCK
が充分に安定化できなかったり、コントロール血清とし
て含有されている他の成分の測定に影響を与えるという
問題が指摘されている。また特にCKを安定化するのに凍
結乾燥の手段を用いる方法では、凍結乾燥する製造工程
においてバイアル間のバラツキがあったり、更に大きな
欠点として、日常の臨床検査等においては前記凍結乾燥
した材料を溶解して使用状態にしなければならないた
め、日常業務上の操作性が悪く、また凍結乾燥材料を溶
解して使用状態にすると、非常に不安定となってCKレベ
ルが著しく低下する等の欠点があった。更にエチレング
リコールにCKを溶解させる方法は上述した凍結乾燥組成
物の欠点をカバーしたものであるが、溶液は、有機溶媒
であるエチレングリコールを高濃度に含んでいるため、
粘性が高く、臨床検査で用いるCK標準液やCKを含有する
コントロール血清としては、操作上に問題を残してい
た。
<問題点を解決するための手段> 本発明者らは、このような問題を解決すべく鋭意研究
を進めた結果、還元剤の存在下でCKに還元糖を作用させ
てCKを還元糖化することによって、CKが安定化され、更
にその還元糖化したCKを高分子物質を含む溶液に加える
ことにより、液状でCKを安定化させることができること
を見い出し、本発明を完成した。
すなわち、本発明のCKの安定化方法は、還元剤の存在
下、CKに対して、還元糖としてD−フコース、D−タロ
ース、L−ラムノース、L−アラビノース、D−マンノ
ース、D−ガラクトース、L−リキソース、D−キシロ
ース、L−フコース、L−ガラクトース、D−グルコー
スの何れかを作用させることにより前記CKを還元糖化
し、この還元糖化されたCKを液状状態に保持することを
第1の特徴としている。またこの第1の特徴において、
還元糖化されたCKを高分子物質を含む溶液に加えて液状
状態に保持することを第2の特徴としている。なお以下
の本文において、還元糖化されたCKのことを「還元糖化
CK」と称する。
本発明の方法では、CKのリジン残基のε−アミノ基或
いはN−末端アミノ酸のアミノ基が還元糖のアルデヒド
基と反応し、シッフ塩基を形成し、これが更にアマドリ
転位し、還元剤により安定な還元糖化したCKが生成され
る。
本発明に用いる還元剤はCKに対する影響が少ない還元
剤であれば特にその種類を限定されないが、NaCHBH3やN
aB3H4が好ましい。そして還元糖は、アルデヒド基を有
する糖であればよい。そのような例としてアルドースが
あり、なかでも、エリトロース、トレホース、アラビノ
ース、キシロース、リキソース、リボース、ガラクトー
ス、グルコース、タロース、マンノース、マンノヘプト
ース、2−デオキシリボース、6−デオキシグルコー
ス、6−デオキシアルトロース、6−デキシアロース、
6−デオキシグロース、6−デオキシタロース、フコー
ス、ラムノース、2−デオキシグルコース、2−デオキ
シグロース、2−ジデオキシアロース、2,6−ジデオキ
シリキンヘキソース、2,6−ジオキシグロース、3,6−ジ
デオキシマンノース、3,6−ジデオキシグルコース、3
−0−メチルガラクトース、4−0−メチル−D−グル
クロン酸、イズロン酸、ガラクツロン酸、グルグロン
酸、マンヌロン酸、グリセルアルデヒド−3−リン酸、
エリトロース−4−リン酸、3−0−メチルグルコー
ス、2,3−ジ−0−メチルグルコース、アコフロース、
アコヘロース、ジキタロース、6−デオキシ−3−0−
メチルアルトロース、テベトース、カルコース、ランカ
ボース、アヒホース、3−デオキシアピホース、ストレ
プトース、ノビオース、チオグルコース、5−メチルチ
オリポース、3−アミノ−3−デオキシリポース、4−
ジメチルアミノ−4,6−ジデオキシ−グルコース、カノ
サミン、デソアミン、ミカミノース、ミコサミン、キシ
ロビホース、キシロトリオース、マルトトリオース、マ
ルトース、パノース、セロビオース、ラクトース等があ
る。が、勿論本発明はこれらに限定されるものではな
い。
本発明をさらに詳しく述べると、例えば本発明による
CKの安定化は、100mM(Mはモル濃度、すなわちmole/l
を表す)のNaClを含有する10mMのリン酸緩衝液(PH7.
4)(以下PBSとする)に、CKを0〜3mg/ml、NaCNBH3を1
0〜50mM、および還元糖を200〜400mM溶かし、この溶液
を37℃で48時間加温し、CKの還元糖化を行うことにより
行うことができる。この場合、温度、時間等の反応条件
はCK濃度、還元糖濃度及びNaCNBH3の濃度に応じて、そ
れぞれ変化させることになる。また薬品の量も使用する
CK濃度に適した量をそれぞれ選択することになる。その
ようなより好ましい例としては、例えば、CK濃度が1mg/
mlの場合は、NaCNBH3が30mM、還元糖が200mMの濃度にな
るようPBS溶液を調製し、これを37℃で48時間加温する
ことにより、CKを還元糖化することができる。このよう
に調製した還元糖化CKは、これをさらに、あらかじめ56
℃で4時間熱処理することにより内因性のCKを失活させ
た血清に対して、適当量加えて血清ベースのCK組成物を
調製することにより、液状で安定化させることができ
る。この場合、用いられるベースは血清に限定されるも
のではない。すなわちベースとしては1〜20%の高分子
物質溶液であればよく、アルブミンあるいはカゼイン等
の蛋白質を用いること ができる。
本発明の方法により得られた還元糖化CKを血清ベース
に加え、37℃で7日間保存した場合の経時変化を測定
し、その安定性を比較した結果を第1表に示す。すなわ
ちこの第1表から明らかなように、還元糖化CKを用いる
ことにより非常に安定なCK組成物が調製できることがわ
かる。本発明の方法に用いる還元糖は、上記記載のもの
から選択できるが、第1表に示したように、なかでもD
−フコース、D−タロース、L−ラムノース、L−アラ
ビノース、D−マンノース等がCKを安定化する効果に優
れている。
本発明の方法において、CKの還元糖化の程度とCKの安
定性の関係について具体例に基づいて説明する。例えば
還元糖としてD−グルコースを用い、そのD−グルコー
スの濃度を変化させた場合のCKの安定性の度合を第2表
に示す。条件として30mMのNaCNBH3の存在下、1mg/mlのC
KをPBSに溶解したものを37℃48時間の反応条件下で還元
糖化した。第2表から、D−グルコースは200mM以上あ
れば十分であることがわかる。そして第2表に於いてグ
ルコースの濃度が増すに従い、いいかえれば、還元糖化
が大きくなるにつれてCKの安定化が増していることがわ
かる。この事実は、本発明によるCKの還元糖化がCKの安
定性にいかに大きく寄与しているかを示唆するものであ
る。
本発明の方法においてCKが還元糖化されていること
は、図に示す未処理CKと還元糖化CKのアクリルアミド電
気泳動パターンによる移動度の比較により確認できる。
ここではの本発明の処理がなされていないCKに対
しての本発明方法による還元糖化CKの移動度のみが大
きく+側にかたよっている。これはCKのリジン残基のε
−アミノ基あるいはN−末端アミノ基がD−グルコース
により還元糖化されたため、これらのアミノ基の有する
+性が失われ、未処理のCKと比べて−性に傾き、よって
還元糖化CKの移動度が大きくなったものと判断できる。
37℃2日間の加温、あるいは、NaCNBH3存在下における
加温によってCKの移動度が変化したものでないことは図
のの結果により証明される。このように図はCKの還
元糖化を明瞭に示すものであり、CKの還元糖化を確かめ
ることができる。
また本発明の方法によるCKの還元糖化がCKの反応速度
に影響を与えるかどうかを検討するため、D−グルコー
スで還元糖化したCKと、還元糖化未処理のCKのそれぞれ
の反応時のKm値を求めた。結果が第3表である。この結
果から明らかなように、クレアチンリン酸及びアデノシ
ン二リン酸(ADP)に対するKm値は、いずれも還元糖化
によって全く変化しないことが確認された。
更に、第1表に記載の各還元糖化CKについての反応時
のKm値も同様であった。
このように本発明の方法はCKの酸素本来の反応速度に
全く影響を与えないでCKを安定化しうる最良の方法であ
る。
CKの活性測定は次のようにして行った。すなわちクレ
アチンリン酸二ナトリウムを主成分とする測定用溶液0.
45mlに試料溶液0.01mlを加えて37℃で加温し340nmにお
ける1分間あたりの吸光度変化量(△A)を求めること
によりCK値を測定した。
<発明の作用効果> 本発明のクレアチンキナーゼの安定化方法によれば、
還元剤の存在下、クレアチンキナーゼに対して、還元糖
としてD−フコース、D−タロース、L−ラムノース、
L−アラビノース、D−マンノース、D−ガラクトー
ス、L−リキソース、D−キシロース、L−フコース、
L−ガラクトース、D−グルコースの何れかを作用させ
るようにしているので、クレアチンキナーゼを非常に安
定性良く還元糖化することができ、これによってクレア
チンキナーゼの酵素として本来持つ反応速度に何ら悪影
響を与えることなく、しかもクレアチンキナーゼを液状
で十分良好に安定させることができる。液状で安定化す
るので、日常の臨床検査等における取り扱いが非常に容
易で且つ粘性の低い液状であるので操作性も非常に良好
となり、日常使用に対する有用性が非常に高い。
また特許請求の範囲第2項に記載のクレアチンキナー
ゼの安定化方法によれば、上記した効果に加えて、高分
子物質の存在によりクレアチンキナーゼの安定性を一層
増すことができる。
以下本発明の実施例を説明するが、本発明はこれらに
限定されるものではない。
実施例1 CK1mg及びL−ラムノース36.4mgを100mMのNaClを含む
10mMのPBS(pH7.4)1mlに溶解する。次にNaCNBH31.88mg
を加えて溶解し、0.45μmのメンブランフィルターで除
菌濾過し、無菌的に密封容器に入れて37℃48時間加温す
る。これによりL−ラムノースで還元糖化されたCK溶液
とする。このL−ラムノースによる還元糖化CK溶液を透
析チューブに入れ、同緩衝液200mlに対して4℃で一昼
夜透析する。透析されたCK溶液のCK活性を測定したとこ
ろ70%のCK活性であった。
次にあらかじめ56℃4時間加熱処理し、さらに2%ケ
イソウ土処理した牛血清ベース20mlに対して、上記L−
ラムノースで還元糖化されたCK溶液50μlを加え、これ
を0.45μmで除菌濾過し、無菌的に密封容器に小分け分
注した。このような方法で調製したCK組成物を37℃で7
日間保存し、CK活性を測定したところ、CK活性の低下は
認められなかった。
実施例2 実施例1で用いたL−ラムノースのかわりにD−フコ
ース32.8mgを用い、実施例1と同様に行った。透析され
た還元糖化CK溶液のCK活性を測定し、約70%のCK活性を
得た。このD−フコースによって還元糖化されたCK溶液
50μlを、実施例1と同様に処理した牛血清ベース20ml
に加え、D−フコースによって還元糖化されたCKの牛血
清溶液を調製した。このような方法で調製したCK組成物
を37℃7日間保存しCK活性を測定したところ、CK活性の
低下は認められなかった。
実施例3 実施例1及び実施例2に記載の牛血清ベースのかわり
に8%牛血清アルブミンを含むPBS溶液を用いて、L−
ラムノースにより還元糖化されたCKの組成物及びD−フ
コースにより還元糖化されたCKの組成物を調製し、37℃
7日間保存した後CK活性を測定したところ、共にCK活性
の低下は認められなかった。
【図面の簡単な説明】
図は本発明の方法による処理がなされていないCK(、
、)と本発明の処理がなされた還元糖化CKとにおけ
るアクリルアミドゲル電気泳動パターンを示す図であ
る。

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】還元剤の存在下、クレアチンキナーゼに対
    して、還元糖としてD−フコース、D−タロース、L−
    ラムノース、L−アラビノース、D−マンノース、D−
    ガラクトース、L−リキソース、D−キシロース、L−
    フコース、L−ガラクトース、D−グルコースの何れか
    を作用させることにより前記クレアチンキナーゼを還元
    糖化し、この還元糖化されたクレアチンキナーゼを液状
    状態に保持することを特徴とするクレアチンキナーゼの
    安定化方法。
  2. 【請求項2】還元糖化されたクレアチンキナーゼを高分
    子物質を含む溶液に加えて液状状態に保持する特許請求
    の範囲第1項に記載のクレアチンキナーゼの安定化方
    法。
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