JP7300142B2 - Nadh及びnadphの安定化法 - Google Patents

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Description

本発明は、NADH及びNADPHの安定化方法に関するものである。
本発明は、臨床検査、臨床病理学及び医学などの生命科学分野、並びに分析化学などの化学分野等において有用なものである。
NADH(ニコチンアミドアデニンジヌクレオチド[還元型])及びNADPH(ニコチンアミドアデニンジヌクレオチドリン酸[還元型])は生体内の電子伝達体である。
NADH及びNADPH(以下総称して「NADH類」ということがある。)は、種々の脱水素酵素の補酵素として働く。
例えば、血清又は血漿中のアスパラギン酸アミノトランスフェラーゼ(AST)[GOT]の活性を測定する方法として、次の方法が知られている。
検体中のASTは、L-アスパラギン酸及びα-ケトグルタル酸を基質として接触させることにより、オキサロ酢酸とL-グルタミン酸を生成する。
このオキサロ酢酸は、リンゴ酸脱水素酵素(MD)の作用によりL-リンゴ酸に変化し、同時に補酵素としてのNADHはNAD[酸化型]に変化する。
NADHは、340nmに吸収極大を持つので、この吸光度の減少速度を測定することによりAST活性値を求めることができる。
しかしながら、NADH類は水溶液中において、その安定性が悪いことが知られており、特に、高pH域に比べて、中性域から酸性域において特に安定性が悪いことが知られていた。
よって、NADH類は、高pH域において存在させることが一般的である。
例えば、基準試薬溶液のpHが少なくとも約7.9の塩基性範囲にまで上昇するように強塩基を含有させる条件下で、NADH又はNADPHの基準試薬溶液の安定寿命を延長する方法において、アミン塩基、強塩基、カチオンが正の1価をもつと考えられる塩基、カチオンが正の2価をもつと考えられる塩基、及び強塩基と弱酸との反応で生じる塩の塩基性溶液からなる群から選ばれる1種以上のものを含有させることを特徴とする方法が提案された(特許文献1参照。)。
また、NADHが補酵素となる酵素反応に直接的又は間接的に影響を受ける、生物学的試料の成分を決定するためのキットであって、a)決定しようとする成分により影響を受ける反応系のための共反応物を含有する一試薬、並びにb)追加の試薬として、NADHを約1~4ミリモルの濃度及びアルカリ金属若しくはアンモニウムカーボネート/ビカーボネート緩衝剤を約2~15ミリモルの濃度で含み、約9.5~11.0のpHの水溶液、からなるキットが提案された(特許文献2参照。)。
更に、水素転移酵素の補酵素の安定化された水溶液であって、使用溶液が少なくとも8.5のpH値を有し、酸化型もしくは還元型のNAD、NADPまたは適当な誘導体、並びに1.0~60mMの水溶性重金属塩を含む水溶液が提案された(特許文献3参照。)。
しかしながら、それでも水溶液中におけるNADH類の安定化は十分ではなかった。
特開昭55-42599号公報 特開平4-229192号公報 特表平10-513063号公報
試料中の測定対象物質の測定において脱水素酵素等の補酵素等に用いられるNADH類は、水溶液中において、その安定性は必ずしも良くないものであった。
これに対して、本発明の課題は、水溶液中において、NADH類を安定化する方法を提供することである。
本発明者らは、水溶液中においてNADH類を安定化する方法について検討を重ねたところ、NADH類と共に第2級アミン又は第3級アミンを共存させることにより、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、以下の発明よりなる。
「水溶液中において、NADH又はNADPHと共にTAPS、CAPS、CHES、Bis-Tris Propane、Tricine、Bicine、DIPSO、及びHEPESからなる群から選ばれるものを共存させることを特徴とする、NADH及びNADPHの安定化方法。」
本発明のNADH及びNADPHの安定化方法は、水溶液中において、NADH及びNADPHを長期間安定に保つことができるものである。
1.総論
本発明のNADH及びNADPHの安定化方法は、水溶液中において、NADH又はNADPHと共に第2級アミン又は第3級アミンを共存させることを特徴とするものである。
そして、本発明のNADH及びNADPHの安定化方法は、水溶液中において、NADH又はNADPHと共に第2級アミン又は第3級アミンを共存させることにより、NADH及びNADPHを長期間安定に保つことができるものである。
特に、第1級アミンを含有させた場合に比べて、第2級アミン又は第3級アミンを含有させた場合は、その安定化の効果がより高いものである。
2.本発明におけるNADH類
本発明のNADH及びNADPHの安定化方法におけるNADH及びNADPHとしては、NADH及びNADPHだけに限られず、NADH及びNADPHの類縁体や誘導体を含むものとする。
例えば、チオNADHやチオNADPHも、本発明におけるNADH及びNADPHに含まれる。
また、NADH類は、遊離の形態のものであってもよいが、塩の形態のものであってもよい。
塩の形態としては、例えば、第1族元素、又は第2族元素等との塩を挙げることができる。
この場合、第1族元素としては、例えば、リチウム、ナトリウム、カリウム、又はルビジウム等を挙げることができる。
また、第2族元素としては、例えば、ベリリウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、又はバリウム等を挙げることができる。
塩の形態としては、第1族元素との塩が好ましく、ナトリウム塩又はカリウム塩がより好ましく、ナトリウム塩が特に好ましい。
水溶液中において、NADH類を存在させる場合の濃度については、特に限定はない。
極微量域から高濃度域(0.01mM~1mM)まで、適応することができる。
3.本発明における第2級アミン又は第3級アミン
(1)総論
本発明のNADH及びNADPHの安定化方法においては、共存させる第2級アミン又は第3級アミンは、第2級アミン又は第3級アミンであればよく、特に限定はない。
本発明のNADH及びNADPHの安定化方法においては、水溶液中において、NADH又はNADPHと共に第2級アミン及び第3級アミンを組み合わせて共存させてもよい。
(2)第2級アミン
本発明のNADH及びNADPHの安定化方法において、第2級アミンは第2級アミンであればよく、特に限定はない。
この第2級アミンとしては、例えば、TAPS、CAPS、CHES、Bis-Tris Propane、又はTricine等を挙げることができる。
この第2級アミンとしては、例えば、TAPS、CAPS、又はTricineがより好ましい。
(3)第3級アミン
本発明のNADH及びNADPHの安定化方法において、第3級アミンは第3級アミンであればよく、特に限定はない。
この第3級アミンとしては、例えば、Bicine、DIPSO(3-[N,N-Bis(2-hydroxyethyl)amino]-2-hydroxypropanesulfonic Acid)、又はHEPES等を挙げることができる。
この第3級アミンとしては、例えば、DIPSOがより好ましい。
(4)第2級アミン又は第3級アミンの濃度
水溶液中において、第2級アミン又は第3級アミンの濃度の下限は、特に限定はないが、5mM以上が好ましく、10mM以上がより好ましく、50mM以上が特に好ましい。
また、水溶液中において、第2級アミン又は第3級アミンの濃度の上限は、特に限定はないが、コスト等のことを考えると、30000mM以下が好ましく、1000mM以下がより好ましく、200mM以下が特に好ましい。
(5)水溶液
本発明において、水溶液は、水を主な溶媒とするものであればよく、特に限定はない。
この水溶液としては、例えば、水、生理食塩水、リン酸緩衝生理食塩水、又は緩衝液等を挙げることができる。
また、この水溶液には、酵素、酵素の基質、酵素の安定化剤、酵素の活性化剤、又は塩等を含有させてもよい。
(6)測定試薬
本発明を、測定試薬に応用する場合の例を以下に示す。
(a)アスパラギン酸アミノトランスフェラーゼ(AST)[GOT]活性測定試薬
(i)第1試薬(酵素補酵素試液)[pH6.0~pH14.0]
L-アスパラギン酸ナトリウム(例えば、1mM~3000mM)
NADH・2Na(例えば、0.01mM~1mM)
第2級アミン又は第3級アミン(例えば、5mM~3000mM)
リンゴ酸脱水素酵素(例えば、100U/L~100000U/L)
(ii)第2試薬(α-KG液)[例えば、pH3.0~pH11.0]
L-アスパラギン酸ナトリウム(例えば、0mM~3000mM)
α-ケトグルタル酸(例えば、1mM~500mM)
(iii)測定原理
検体中のASTは、L-アスパラギン酸及びα-ケトグルタル酸を基質として接触させることにより、オキサロ酢酸とL-グルタミン酸を生成する。
このオキサロ酢酸は、リンゴ酸脱水素酵素(MD)の作用によりL-リンゴ酸に変化し、同時に補酵素としてのNADHと水素イオンはNADに変化する。
NADHは、340nmに吸収極大を持つので、この吸光度の減少速度を測定することによりAST活性値を求めることができる。
(iv)自動分析装置を用いて測定する場合の測定例
検体5.7μLに前記の第1試薬100μLを添加し、37℃で5分間インキュベートした後、前記の第2試薬33μLを添加し、37℃で5分間インキュベートした。この第2試薬を添加した後、主波長340nm及び副波長405nmでNADHの吸光度の減少速度を測定して、検体中のAST活性値を求める。
(b)アラニンアミノトランスフェラーゼ(ALT)[GPT]活性測定試薬
(i)第1試薬(酵素補酵素試液)[pH6.0~pH14.0]
L-アラニン(例えば、1mM~3000mM)
NADH・2Na(例えば、0.01mM~1mM)
第2級アミン又は第3級アミン(例えば、5mM~3000mM)
乳酸脱水素酵素(例えば、100U/L~100000U/L)
(ii)第2試薬(α-KG液)[例えば、pH3.0~pH11.0]
L-アラニン(例えば、0mM~3000mM)
α-ケトグルタル酸(例えば、1mM~500mM)
(iii)測定原理
検体中のALTは、L-アラニン及びα-ケトグルタル酸を基質としてピルビン酸とL-グルタミン酸を生成する。
このピルビン酸は乳酸脱水素酵素の作用によりL-乳酸に変化し、同時にNADHと水素イオンはNADに変わる。
NADHは340nmに吸収極大を持つので、この吸光度の減少速度を測定してALT活性値を求めることができる。
(iv)自動分析装置を用いて測定する場合の測定例
検体5.7μLに前記の第1試薬100μLを添加し、37℃で5分間インキュベートした後、前記の第2試薬33μLを添加し、37℃で5分間インキュベートした。この第2試薬を添加した後、主波長340nm及び副波長405nmでNADHの吸光度の減少速度を測定して、検体中のALT活性値を求める。
(c)尿素窒素(BUN)測定試薬
(i)第1試薬(酵素試液A)[pH6.0~pH14.0]
NADPH・4Na(例えば、0.01mM~1mM)
第2級アミン又は第3級アミン(例えば、5mM~3000mM)
グルタミン酸脱水素酵素(例えば、100U/L~100000U/L)
α-ケトグルタル酸(例えば、1mM~500mM)
(ii)第2試薬(酵素試液B)[例えば、pH3.0~pH11.0]
ウレアーゼ(例えば、100U/L~100000U/L)
α-ケトグルタル酸(例えば、0mM~500mM)
(iii)測定原理
まず、アンモニアとα-ケトグルタル酸とNADPHと水素イオンをグルタミン酸脱水素酵素によりグルタミン酸とNADPと水に変換し、検体中の内因性のアンモニアを消去する。
この検体中の内因性のアンモニアを消去した後、検体中の尿素はウレアーゼの作用によりアンモニアと二酸化炭素に分解される。
このアンモニアとα-ケトグルタル酸はグルタミン酸脱水素酵素の作用によりグルタミン酸に変化し、同時にNADPHはNADPに変わる。
NADPHは340nmに吸収極大を持つので、この吸光度の減少速度を測定して尿素窒素値を求めることができる。
(iv)自動分析装置を用いて測定する場合の測定例
検体1.7μLに前記の第1試薬100μLを添加し、37℃で5分間インキュベートした後、前記の第2試薬25μLを添加し、37℃で5分間インキュベートした。この第2試薬を添加した後、主波長340nm及び副波長405nmでNADPHの吸光度の減少速度を測定して、検体中の尿素窒素値を求める。
(d)尿素窒素(UN)測定試薬[ICDH共存法]
(i)第1試薬(酵素試液A)[pH6.0~pH14.0]
グルタミン酸脱水素酵素(例えば、100U/L~100000U/L)
イソクエン酸脱水素酵素(ICDH)(例えば、1U/L~100000U/L)
L-イソクエン酸カリウム(例えば、0.1mM~1000mM)
NADPH・4Na(例えば、0.01mM~1mM)
第2級アミン又は第3級アミン(例えば、5mM~3000mM)
α-ケトグルタル酸(例えば、1mM~500mM)
(ii)第2試薬(酵素試液B)[例えば、pH3.0~pH11.0]
ウレアーゼ(例えば、100U/L~100000U/L)
α-ケトグルタル酸(例えば、0mM~500mM)
(iii)測定原理
まず、アンモニアとα-ケトグルタル酸とNADPHと水素イオンをグルタミン酸脱水素酵素によりグルタミン酸とNADPと水に変換し、検体中の内因性のアンモニアを消去する。
このとき生じたNADPはL-イソクエン酸と共にイソクエン酸脱水素酵素の作用により、NADPHとα-ケトグルタル酸と二酸化炭素に変換される。
検体中の内因性のアンモニアを消去した後、検体中の尿素はウレアーゼの作用によりアンモニアと二酸化炭素に分解される。
このアンモニアとα-ケトグルタル酸はグルタミン酸脱水素酵素の作用によりグルタミン酸に変化し、同時にNADPHはNADPに変わる。
NADPHは340nmに吸収極大を持つので、この吸光度の減少速度を測定して尿素窒素値を求めることができる。
(iv)自動分析装置を用いて測定する場合の測定例
検体3.8μLに前記の第1試薬100μLを添加し、37℃で5分間インキュベートした後、前記の第2試薬25μLを添加し、37℃で5分間インキュベートした。この第2試薬を添加した後、主波長340nm及び副波長405nmでNADPHの吸光度の減少速度を測定して、検体中の尿素窒素値を求める。
以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例により限定されるものではない。
〔実施例1〕(第2級アミン又は第3級アミンによるNADH類の安定化の効果の確認)
本発明における第2級アミン又は第3級アミンによるNADH類の安定化の効果を確かめた。
1.水溶液
0.3mMのNADH二ナトリウム又はNADPH四ナトリウム(4水塩)に第2級アミン又は第3級アミンを共存させて、pHをpH9.25に調整して各々の水溶液を調製した。
なお、それぞれの第2級アミン又は第3級アミン及びその濃度を表1に示した。
Figure 0007300142000001
なお、第2級アミン又は第3級アミンとして、TAPS[同仁化学研究所]、CAPS[同仁化学研究所]、CHES[同仁化学研究所]、Bis-Tris Propane[MP Biomedicals]、Tricine[同仁化学研究所]、Bicine[同仁化学研究所]、DIPSO[東京化成工業]、及びHEPES[同仁化学研究所]をそれぞれ使用した。
2.保存
前記1で調製した各水溶液を、5℃及び37℃それぞれで7日間保存した。
3.測定
前記2にて5℃で保存した各水溶液の340nmにおける吸光度(吸光度1)を、分光光度計[日本分光社;V-630]で測定した。
また、前記2にて37℃で保存した各水溶液の340nmにおける吸光度(吸光度2)を、分光光度計[日本分光社;V-630]で測定した。
4.残存濃度比
前記3の「吸光度2」の値を「吸光度1」の値で除した値に100を乗じて、「残存濃度比率」(単位:パーセント)の値を求めた。
なお、この「残存濃度比率」の値が高い程、NADH又はNADPHが安定化されていると判断する。
5.測定結果
測定結果を表2に示した。
Figure 0007300142000002
この表より、第1級アミンを共存させた場合に比べて、第2級アミン又は第3級アミンを共存させた場合は、いずれも残存濃度比率が増加していることが分かる。
このことより、水溶液中において、NADH又はNADPHと共に第2級アミン又は第3級アミンを共存させることにより、NADH及びNADPHを安定化することができることが確かめられた。

Claims (1)

  1. 水溶液中において、NADH又はNADPHと共にTAPS、CAPS、CHES、Bis-Tris Propane、Tricine、Bicine、DIPSO、及びHEPESからなる群から選ばれるものを共存させることを特徴とする、NADH及びNADPHの安定化方法。
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