JPH0240320B2 - - Google Patents
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Description
[発明の技術分野]
本発明は、液体媒体中の、補酵素であるアデノ
シン三燐酸(ATP)とフラビンモノヌクレオチ
ド(FMN)のうちの一つを測定するための試験
方法に関する。特に、本発明は、フラビンアデニ
ンジヌクレオチド(FAD)合成酵素活性を有す
る製剤を用いてFADを生成せしめることに基づ
く、ATP又はFMNの酵素的試験法に関する。
FAD指示薬系は、検出可能であつて、通常は比
色法による応答を発生させるために用いられる。
FAD合成酵素は、酵素命名国際委員会(the
International Commitee of Enzyme Nomen−
clature)により、ATP:FMN アデニリルト
ランスフエラーゼ(EC2.7.2.2)と正式に命名さ
れている。 [従来技術の説明] ATPの生成は、嫌気性及び好気性代謝活性の
双方に共通する目標物である。ATPの測定は、
生命の直接的な証しとなるものであり、微生物の
バイオマス(生物体量)及び微生物学的活性の存
在の有益な指標となる。しかしながら、生物学的
液体中のATP濃度は、10-9モル/(ナノモル)
から10-12モル/(ピコモル)の範囲内でしか
ないか、又はそれよりも更に低濃度であるため、
その検出には高感度のATP分析が必要となる。
分光光度測定法によるピリジンヌクレオチドを用
いるアデノシンホスフエートの酵素的測定は、ろ
紙もしくはカラムクロマトグラフイー法と比較し
て簡便であるため、一般的に利用されるようにな
つてきている。 ATP測定のための周知の紫外線光度測定法は、
次の一連の反応を含む[Jaworek、D.、etal.、
“Methods of Enzymatic Analysis”、Section
D、2nd English Ed.、H.U.Bergmeyer Ed.、
Academic Press、New York 2097、(1974)]: ATP+3−ホスホグリセリン酸ホスホグリセリン酸キナ
ーゼ ―――――――――――――――――→ 1,3−ジホスホグリセリン酸+アデノシンジホスフ
エート(ADP) 1,3−ジホスホグリセリン酸+NADH+H+グリセルアル
デヒド3−リン酸デヒドロゲナーゼ 1,3−ジホスホグリセリン酸+NADH+H+グリセルアル
デヒド3−リン酸デヒドロゲナーゼ ―――――――――――――――――――――――――
――→ グリセルアルデヒド−3P+無機リン酸(Pi)+ニコチ
ンアミドアデニンジヌクレオチド 上記反応において、還元型ニコチンアミドアデ
ニンジヌクレオチド(NADH)の吸光度の減少
は340ナノメーター(nm)でモニター(監視)
される。NADHの消失は、また、マイクロモル
(10-6モル/)レベルのATPまで分析感度を向
上せしめるその自然螢光によつてモニターするこ
ともできる。しかしながら、その方法は、ATP
と同様に、グアノシントリホスフエート、イノシ
ントリホスフエート及びウリジントリホスフエー
トを初めとする他のヌクレオシドトリホスフエー
ト類も測定できるため、特異性が欠如している。 ヘキソキナーゼ/グルコース−6−リン酸デヒ
ドロゲナーゼ法[Lamprecht、W.、et al.、
“Methods of Enzymatic Analysis”Section
D、2nd English Ed.、H.U.Bergmeyer Ed.、
Academic Press、New York 2101、(1974)] は、ATPの酵素的測定に役立つことも証明され
ている。この方法によつて良好な特異性を得るた
めには、高度に精製された酵素が必要である。 他の興味ある研究には、分析対象物自体をサイ
クル役にして、分析対象物が循環する毎に化学量
論量の生成物を生成せしめ、蓄積せしめる反応メ
カニズムにより感度を向上させるものがある
[Campbell、Y.、et al.、Bioch.et Biophy.
Acta、397、101−109(1975)]。 例えば、ATPは、二つの酵素触媒反応間を循
環させて生成物(例えば、ピルビン酸キナーゼ及
びヘキソキナーゼによるグルコース−6−リン
酸)を得、この生成物を第三の酵素反応によつて
測定することにより定量することができる: (b) モニター反応: グルコース−6−リン酸+NADP+G6PDH ―――――→ 6−ホスホグルコノラクトン+NADPH+H+ しかしながら、必要とする操作は、日常的に
使用するには、非常にやつかいである。 生物学的液体中のアデノシンホスフエート濃
度は生物学的発光法によつて測定することもで
きる。特に、生物学的液体中のATPは次の反
応により生じる、放射光をモニターすることに
より測定できる: ATP+ルシフエリンルシフアラーゼ/Mg++ ―――――――――――――→ アデニルルシフエリン アデニルルシフエリン+O2――――――→アデニルオキ
シルシフエリン+光 このような生物学的発光法は、現在、その高感
度により、ナノモルからピコモルの範囲のATP
分析を可能にすることから、好ましいとされてい
る。しかし、従来技術の改良が行われているにも
かかわらず、専用の読取り装置が必要であつて、
しかも試料の自動処理装置が欠如しているという
二つの理由により、日常的に使用するには、放射
光測定法には限界がある。したがつて、ATP測
定のための改良法が必要となつてくるのである。 ホーンビー(Hornby)らの米国特許第
4238565号はFAD等の有機補欠分子族の使用を開
示しており、該有機補欠分子族はアポ酵素と結合
して(両者とも不活性な化合物)、特異的結合試
験における標識としてのホロ酵素(活性)を形成
する。 [発明の概要] 本発明は、ATP及びFMNが関与するFAD合
成酵素の作用によるFADの生成と、生成した
FADの検出(通常は酵素的手段による)とを結
合せしめたものである。水性液体試料中の補酵素
ATPもしくはFMNの濃度は、これらの補酵素の
うちの一つとFAD合成酵素活性を有する酵素系
を含む試験系に試料を接触せしめて、生成した
FADを測定することにより測定し得ることが見
出された。ATP及びFMNは多くの生物学的反応
に関与する補酵素であるため、それらが存在して
いると、試料中に生体系が存在していることの証
しとなる。更に、特異的な酵素反応においてそれ
らの生成もしくは消費を検出することは、特定の
臨床的状態を診断する上の介助となり得る。
FAD合成酵素活性を有する好ましい態様の酵素
系は、FAD合成酵素[EC2.7.7.2]と適切な金属
カチオンである。 生成したFADは、FADのアポ酵素を加え、し
かる後得られた活性酵素(ホロ酵素)の活性を測
定することによつて定量することが好ましい。酵
素を生成するFAD測定法によれば、他のFAD測
定方法よりも更に高感度のATP分析が行える。
生成した酵素の各々の分子は、適切な基質を酵素
的に変換して、数千の生成物分子を生成せしめる
ことができる。反応系は、生成した活性酵素が基
質に作用して、検出可能な応答が得られるように
選択することができる。この酵素的変換によつて
検出可能な応答が増大し、診断試験に必要とされ
る感度のATPもしくはFMN定量が可能となる。 グルコースオキシダーゼ活性の測定によつて
FADを検出するためにグルコースオキシダー
ゼ・アポ酵素を使用することが特に好ましい。グ
ルコースオキシダーゼ活性は、グルコース、ペル
オキシダーゼもしくはペルオキシダーゼ様活性物
質[これらは総称して、過酸化物活性化物質
(peroxidatively active substance)とも言わ
れ、過酸化物、例えば、H2O2と被酸化性物質と
の反応の触媒となる]及び検出可能な応答を示す
指示薬によつて測定することができる。指示薬は
変色を呈するように選択することができる。 上記グルコースオキシダーゼ・アポ酵素又は他
の比色定量用のアポ酵素系と結合せしめてFAD
を検出することによつて便利な比色定量測定法に
よりナノモルの感度を有するATPもしくはFMN
の分析法が提供される。 本発明は、すなわち、1リツトル当りピコモル
程度の低濃度の、アデノシン三燐酸及びフラビン
モノヌクレオチドから選択される一方の補酵素を
測定するための分析方法であつて、 (a) 液体試験試料を、 他方の該補酵素、 フラビンアデニンジヌクレオチド合成酵素、 グルコースオキシダーゼ・アポ酵素、 ペルオキシダーゼもしくはペルオキシダーゼ
様活性物質、 グルコース、 マグネシウムイオン、並びに 過酸化水素及びペルオキシダーゼもしくはペ
ルオキシダーゼ様活性物質の存在下で、検出可
能な光学的応答を与える発光原体 を含む単一の試薬溶液と一緒に合わせ、 (b) 該光学的応答を測定する 工程からなることを特徴とする方法を提供する
ものである。 [好ましい態様の説明] 本発明は、二つの主な段階:即ち、(1)補酵素
ATPもしくはFMNのうちの一つを含有する液体
試料におけるFADの生成と、(2)生成したFADの
測定を単一の試薬溶液を用いて行う。FADの生
成は、FAD合成酵素活性を有する酵素系と該補
酵素のうちの一つとを使用することにより行われ
る。FAD測定は、活性化のためにFADを必要と
するアポ酵素を利用した検出系を用い、しかる後
生成した酵素の活性を測定する。 この分析は、目的とする分析対象物として
ATPもしくはFMNを測定するか、あるいは
ATPもしくはFMNを生成又は消費する反応に関
与する分析対象ならば、いずれの測定にも用いる
ことができる。 診断への応用 多くの臨床的な応用例においては、試料中に存
在する物質として、又は組み合せ反応により生じ
たものとしてアデノシンヌクレオチドホスフエー
トの測定を行つている。 ATPモニタリングの診断への応用例2件につ
いて述べる:一つは試料中に存在するATPを直
接モニターするものであり、もう一つは組み合せ
反応により生じたATPを評価分析するものであ
る。その他の可能な応用例は一覧表に示した。 細菌尿のスクリーニング(直接的試験法) 重度の細菌尿とは、採取したばかりの排泄尿検
体中に、1ml当り105の生育菌が存在しているも
のと定義される。尿検体の試験は通常の微生物研
究所における労働量の大部分を占めているため、
従来の培養法よりも迅速かつ安価に結果を得るこ
とができる迅速な細菌尿のスクリーニング試験の
開発には特別の注意が向けられるべきである。本
発明は、そのように迅速で安価なスクリーニング
試験法を提供するものである。 ATP試験の細菌尿への利用は、各の細胞型が
正常な状態において比較的一定のATPレベル
(約5×10-18〜8×10-17モル/cell)を有してい
るという事実に基づいている。多数の文献が、細
菌尿はATP含有量と相関関係があることを示し
ている。 クレアチンキナーゼ−イソ酵素B活性のモニター
(組合わせ試験) クレアチンキナーゼ(CK)は人体組織におい
て、三種の異なるイソ酵素:即ち、CK−MM(筋
肉型)、CK−BB(脳型)及びCK−MB(心筋型)
として存在している。ヒト血清中の総クレアチン
キナーゼ活性の分析は、急性心筋梗塞を検知し、
処置する上で実施される。より高い診断上の特異
性は、イソ酵素CK−MBを分析することにより
得られる。 ヒトCKのサブユニツトMに対する阻害抗体は、
サブユニツトBには影響を及ぼさず、CK−B活
性の紫外線分光光度測定分析を行う上で利用され
てきた。この方法は、従来方法(即ち、電気泳
動、イオン交感クロマトグラフイー等)よりも、
時間がかからず、日常作業により好適であると考
えられる。しかしながら、指示薬系(NADH)
の感度によつて免疫化学的UV法の適用は通常の
範囲の上限の数倍の総CKレベルを有する血清試
料に制限される。 より感度の大きいCK−Bサブユニツト分析は、
次式: クレアチンキナーゼ−Bサブ
ユニツト ADP+クレアチンリン酸
ATP+クレアチン によるATPの生成と、それに続く本発明による
ATP分析とによつて達成することができる。 このような方法を実施することによつて、提案
されたATP分析の本来の感度に基づき、健康な
個体の血清におけるサブユニツトBの活性が分析
されるであろうし、これによつてさらに極めて微
細な心筋の損傷について早期に正確な診断を下す
ことができるようになる。
シン三燐酸(ATP)とフラビンモノヌクレオチ
ド(FMN)のうちの一つを測定するための試験
方法に関する。特に、本発明は、フラビンアデニ
ンジヌクレオチド(FAD)合成酵素活性を有す
る製剤を用いてFADを生成せしめることに基づ
く、ATP又はFMNの酵素的試験法に関する。
FAD指示薬系は、検出可能であつて、通常は比
色法による応答を発生させるために用いられる。
FAD合成酵素は、酵素命名国際委員会(the
International Commitee of Enzyme Nomen−
clature)により、ATP:FMN アデニリルト
ランスフエラーゼ(EC2.7.2.2)と正式に命名さ
れている。 [従来技術の説明] ATPの生成は、嫌気性及び好気性代謝活性の
双方に共通する目標物である。ATPの測定は、
生命の直接的な証しとなるものであり、微生物の
バイオマス(生物体量)及び微生物学的活性の存
在の有益な指標となる。しかしながら、生物学的
液体中のATP濃度は、10-9モル/(ナノモル)
から10-12モル/(ピコモル)の範囲内でしか
ないか、又はそれよりも更に低濃度であるため、
その検出には高感度のATP分析が必要となる。
分光光度測定法によるピリジンヌクレオチドを用
いるアデノシンホスフエートの酵素的測定は、ろ
紙もしくはカラムクロマトグラフイー法と比較し
て簡便であるため、一般的に利用されるようにな
つてきている。 ATP測定のための周知の紫外線光度測定法は、
次の一連の反応を含む[Jaworek、D.、etal.、
“Methods of Enzymatic Analysis”、Section
D、2nd English Ed.、H.U.Bergmeyer Ed.、
Academic Press、New York 2097、(1974)]: ATP+3−ホスホグリセリン酸ホスホグリセリン酸キナ
ーゼ ―――――――――――――――――→ 1,3−ジホスホグリセリン酸+アデノシンジホスフ
エート(ADP) 1,3−ジホスホグリセリン酸+NADH+H+グリセルアル
デヒド3−リン酸デヒドロゲナーゼ 1,3−ジホスホグリセリン酸+NADH+H+グリセルアル
デヒド3−リン酸デヒドロゲナーゼ ―――――――――――――――――――――――――
――→ グリセルアルデヒド−3P+無機リン酸(Pi)+ニコチ
ンアミドアデニンジヌクレオチド 上記反応において、還元型ニコチンアミドアデ
ニンジヌクレオチド(NADH)の吸光度の減少
は340ナノメーター(nm)でモニター(監視)
される。NADHの消失は、また、マイクロモル
(10-6モル/)レベルのATPまで分析感度を向
上せしめるその自然螢光によつてモニターするこ
ともできる。しかしながら、その方法は、ATP
と同様に、グアノシントリホスフエート、イノシ
ントリホスフエート及びウリジントリホスフエー
トを初めとする他のヌクレオシドトリホスフエー
ト類も測定できるため、特異性が欠如している。 ヘキソキナーゼ/グルコース−6−リン酸デヒ
ドロゲナーゼ法[Lamprecht、W.、et al.、
“Methods of Enzymatic Analysis”Section
D、2nd English Ed.、H.U.Bergmeyer Ed.、
Academic Press、New York 2101、(1974)] は、ATPの酵素的測定に役立つことも証明され
ている。この方法によつて良好な特異性を得るた
めには、高度に精製された酵素が必要である。 他の興味ある研究には、分析対象物自体をサイ
クル役にして、分析対象物が循環する毎に化学量
論量の生成物を生成せしめ、蓄積せしめる反応メ
カニズムにより感度を向上させるものがある
[Campbell、Y.、et al.、Bioch.et Biophy.
Acta、397、101−109(1975)]。 例えば、ATPは、二つの酵素触媒反応間を循
環させて生成物(例えば、ピルビン酸キナーゼ及
びヘキソキナーゼによるグルコース−6−リン
酸)を得、この生成物を第三の酵素反応によつて
測定することにより定量することができる: (b) モニター反応: グルコース−6−リン酸+NADP+G6PDH ―――――→ 6−ホスホグルコノラクトン+NADPH+H+ しかしながら、必要とする操作は、日常的に
使用するには、非常にやつかいである。 生物学的液体中のアデノシンホスフエート濃
度は生物学的発光法によつて測定することもで
きる。特に、生物学的液体中のATPは次の反
応により生じる、放射光をモニターすることに
より測定できる: ATP+ルシフエリンルシフアラーゼ/Mg++ ―――――――――――――→ アデニルルシフエリン アデニルルシフエリン+O2――――――→アデニルオキ
シルシフエリン+光 このような生物学的発光法は、現在、その高感
度により、ナノモルからピコモルの範囲のATP
分析を可能にすることから、好ましいとされてい
る。しかし、従来技術の改良が行われているにも
かかわらず、専用の読取り装置が必要であつて、
しかも試料の自動処理装置が欠如しているという
二つの理由により、日常的に使用するには、放射
光測定法には限界がある。したがつて、ATP測
定のための改良法が必要となつてくるのである。 ホーンビー(Hornby)らの米国特許第
4238565号はFAD等の有機補欠分子族の使用を開
示しており、該有機補欠分子族はアポ酵素と結合
して(両者とも不活性な化合物)、特異的結合試
験における標識としてのホロ酵素(活性)を形成
する。 [発明の概要] 本発明は、ATP及びFMNが関与するFAD合
成酵素の作用によるFADの生成と、生成した
FADの検出(通常は酵素的手段による)とを結
合せしめたものである。水性液体試料中の補酵素
ATPもしくはFMNの濃度は、これらの補酵素の
うちの一つとFAD合成酵素活性を有する酵素系
を含む試験系に試料を接触せしめて、生成した
FADを測定することにより測定し得ることが見
出された。ATP及びFMNは多くの生物学的反応
に関与する補酵素であるため、それらが存在して
いると、試料中に生体系が存在していることの証
しとなる。更に、特異的な酵素反応においてそれ
らの生成もしくは消費を検出することは、特定の
臨床的状態を診断する上の介助となり得る。
FAD合成酵素活性を有する好ましい態様の酵素
系は、FAD合成酵素[EC2.7.7.2]と適切な金属
カチオンである。 生成したFADは、FADのアポ酵素を加え、し
かる後得られた活性酵素(ホロ酵素)の活性を測
定することによつて定量することが好ましい。酵
素を生成するFAD測定法によれば、他のFAD測
定方法よりも更に高感度のATP分析が行える。
生成した酵素の各々の分子は、適切な基質を酵素
的に変換して、数千の生成物分子を生成せしめる
ことができる。反応系は、生成した活性酵素が基
質に作用して、検出可能な応答が得られるように
選択することができる。この酵素的変換によつて
検出可能な応答が増大し、診断試験に必要とされ
る感度のATPもしくはFMN定量が可能となる。 グルコースオキシダーゼ活性の測定によつて
FADを検出するためにグルコースオキシダー
ゼ・アポ酵素を使用することが特に好ましい。グ
ルコースオキシダーゼ活性は、グルコース、ペル
オキシダーゼもしくはペルオキシダーゼ様活性物
質[これらは総称して、過酸化物活性化物質
(peroxidatively active substance)とも言わ
れ、過酸化物、例えば、H2O2と被酸化性物質と
の反応の触媒となる]及び検出可能な応答を示す
指示薬によつて測定することができる。指示薬は
変色を呈するように選択することができる。 上記グルコースオキシダーゼ・アポ酵素又は他
の比色定量用のアポ酵素系と結合せしめてFAD
を検出することによつて便利な比色定量測定法に
よりナノモルの感度を有するATPもしくはFMN
の分析法が提供される。 本発明は、すなわち、1リツトル当りピコモル
程度の低濃度の、アデノシン三燐酸及びフラビン
モノヌクレオチドから選択される一方の補酵素を
測定するための分析方法であつて、 (a) 液体試験試料を、 他方の該補酵素、 フラビンアデニンジヌクレオチド合成酵素、 グルコースオキシダーゼ・アポ酵素、 ペルオキシダーゼもしくはペルオキシダーゼ
様活性物質、 グルコース、 マグネシウムイオン、並びに 過酸化水素及びペルオキシダーゼもしくはペ
ルオキシダーゼ様活性物質の存在下で、検出可
能な光学的応答を与える発光原体 を含む単一の試薬溶液と一緒に合わせ、 (b) 該光学的応答を測定する 工程からなることを特徴とする方法を提供する
ものである。 [好ましい態様の説明] 本発明は、二つの主な段階:即ち、(1)補酵素
ATPもしくはFMNのうちの一つを含有する液体
試料におけるFADの生成と、(2)生成したFADの
測定を単一の試薬溶液を用いて行う。FADの生
成は、FAD合成酵素活性を有する酵素系と該補
酵素のうちの一つとを使用することにより行われ
る。FAD測定は、活性化のためにFADを必要と
するアポ酵素を利用した検出系を用い、しかる後
生成した酵素の活性を測定する。 この分析は、目的とする分析対象物として
ATPもしくはFMNを測定するか、あるいは
ATPもしくはFMNを生成又は消費する反応に関
与する分析対象ならば、いずれの測定にも用いる
ことができる。 診断への応用 多くの臨床的な応用例においては、試料中に存
在する物質として、又は組み合せ反応により生じ
たものとしてアデノシンヌクレオチドホスフエー
トの測定を行つている。 ATPモニタリングの診断への応用例2件につ
いて述べる:一つは試料中に存在するATPを直
接モニターするものであり、もう一つは組み合せ
反応により生じたATPを評価分析するものであ
る。その他の可能な応用例は一覧表に示した。 細菌尿のスクリーニング(直接的試験法) 重度の細菌尿とは、採取したばかりの排泄尿検
体中に、1ml当り105の生育菌が存在しているも
のと定義される。尿検体の試験は通常の微生物研
究所における労働量の大部分を占めているため、
従来の培養法よりも迅速かつ安価に結果を得るこ
とができる迅速な細菌尿のスクリーニング試験の
開発には特別の注意が向けられるべきである。本
発明は、そのように迅速で安価なスクリーニング
試験法を提供するものである。 ATP試験の細菌尿への利用は、各の細胞型が
正常な状態において比較的一定のATPレベル
(約5×10-18〜8×10-17モル/cell)を有してい
るという事実に基づいている。多数の文献が、細
菌尿はATP含有量と相関関係があることを示し
ている。 クレアチンキナーゼ−イソ酵素B活性のモニター
(組合わせ試験) クレアチンキナーゼ(CK)は人体組織におい
て、三種の異なるイソ酵素:即ち、CK−MM(筋
肉型)、CK−BB(脳型)及びCK−MB(心筋型)
として存在している。ヒト血清中の総クレアチン
キナーゼ活性の分析は、急性心筋梗塞を検知し、
処置する上で実施される。より高い診断上の特異
性は、イソ酵素CK−MBを分析することにより
得られる。 ヒトCKのサブユニツトMに対する阻害抗体は、
サブユニツトBには影響を及ぼさず、CK−B活
性の紫外線分光光度測定分析を行う上で利用され
てきた。この方法は、従来方法(即ち、電気泳
動、イオン交感クロマトグラフイー等)よりも、
時間がかからず、日常作業により好適であると考
えられる。しかしながら、指示薬系(NADH)
の感度によつて免疫化学的UV法の適用は通常の
範囲の上限の数倍の総CKレベルを有する血清試
料に制限される。 より感度の大きいCK−Bサブユニツト分析は、
次式: クレアチンキナーゼ−Bサブ
ユニツト ADP+クレアチンリン酸
ATP+クレアチン によるATPの生成と、それに続く本発明による
ATP分析とによつて達成することができる。 このような方法を実施することによつて、提案
されたATP分析の本来の感度に基づき、健康な
個体の血清におけるサブユニツトBの活性が分析
されるであろうし、これによつてさらに極めて微
細な心筋の損傷について早期に正確な診断を下す
ことができるようになる。
【表】
成
【表】
本明細書において用いられる“FAD合成酵素
活性を有する酵素系”という用語は、酵素を含
み、かつATP及びFMNの酵素的反応によつて
FADを生成する組成物という意味を有する。そ
のような系は、酵素の他に、縮合反応にとつて望
ましいものであるか、もしくは必要とされるいか
なる補助因子を含んでいてもよい。FAD合成酵
素活性製剤は、好ましくはブレビバクテリウム・
アンモニアゲネス(Brevibacterium
ammoniagenes)より調整され、アール・スペン
サー(R.Spencer)ら、生化学(Biochemistry)、
第15巻、第5号、1044頁(1976)の方法により単
離・精製され。この特定の酵素製剤は、活性の為
にMg2+、Co2+、Ni2+、Mn2:及びZn2+のグルー
プから選択されるカチオンを必要とするが、好ま
しいカチオンはMg2+である。更に一層純枠な酵
素製剤を提供するスペンサーらの方法の改良法、
本明細書中に参考文献として掲げられているが、
本出願と同日に出願され、マイルス・ラボラトリ
ーズ社に譲渡された、“フラビンアデニンジヌク
レオチド合成酵素の精製”と題する米国特許出願
の中に記載されている。 本発明にあつては、液体試料中のFADは、螢
光測定法[Burch et al、J.Biol.Chem.175:457
(1948);Koziol、Methods in Enzymology 18
(Part B);253(1971);(and Mayhew and
Wassink、Methods In Enzymology 66−(Part
E):217(1980)]、ポーラログラフイー法
[Knoblock、Methods in Enzymology 18(Part
B):305(1971)];分光光度測定法[Fazehus
and Kokai、Methods in Enzymology 18(Part
B):385(1971)]を初めとして、利用し得るいか
なる手段及び一般的に当業者が利用し得る何らか
の方法であれば、いかなる利用可能な方法によつ
て定量もしくは測定してもよい。 生成したFADを定量するには、不活性なアポ
酵素と結合して検出可能なホロ酵素を生成せしめ
る能力を測定する。アポ酵素としては、グルコー
スオキシダーゼ・アポ酵素[Ellis et al.米国特
許第4268631号]が用いられる。 多くの方法が、得られた酵素(グルコースオキ
シダーゼ)の活性を測定するために使用すること
ができるが、本発明においては、酵素基質として
のグルコース、並びに指示薬系としてのペルオキ
シダーゼもしくはペルオキシダーゼ様活性物質
(過酸化物活性化物質)及び光学的シグナル(光
学的信号)を発する発光原体(Photogen)から
なる。 本発明の分析方法において生起する反応は: 1 ATP+FMNFAD合成酵素 ――――――――――→ マグネシウムイオンFAD+ピロリン酸 2 FAD+グルコースオキシダーゼ・アポ酵素→グルコ
ースオキシダーゼ 3 グルコース+H2O+O2グルコースオキシダーゼ ―――――――――――――→ グルコン酸+H2O2 4 H2O2+指示薬ペルオキシダーゼもしくはペルオキシ
ダーゼ様活性物質 4 H2O2+指示薬ペルオキシダーゼもしくはペルオキシ
ダーゼ様活性物質 ―――――――――――――――――――――――――
―――――→ 変色 で示される。 ペルオキシダーゼ及びペルオキシダーゼ様活性
物質(過酸化物活性化物質)は当業者において周
知であつて、各種の有機及び無機源からの物質が
ある。西洋わさびペルオキシダーゼもしくはじや
がいもペルオキシダーゼのような植物性ペルオキ
シダーゼを用いることができる。また、ヨウ化ナ
トリウム及びヨウ化アンモニウムのようなヨウ化
物、並びにモリブデン酸塩類を初めとするペルオ
キシダーゼ様活性(過酸化物活性化活性)を有す
る無機化合物を用いることができる。更に、ペル
オキシダーゼ様活性を有するウロヘミン及びその
他の多数のポルフイリン物質も用いることができ
る。酵素ではないが、ペルオキシダーゼ様活性を
有する他の物質としては、スルホシアン酸鉄、ア
ンニン酸鉄、フエロシアン化鉄及び硫酸クロムカ
リウム等の化合物がある。 同様に、過酸化水素及びペルオキシダーゼもし
くはペルオキシダーゼ様活性物質の存在下、もし
くはそれらとの反応により検出可能な光学的シグ
ナルを発する、多岐に亙る有用な発光原体が公知
になつている。そのような発光原体としては、例
えば、o−トリジン、ベンジジン、シリングアル
ダジン(syring aldazine)、ジアミノフルオレ
ン、テトラメチルベンジジン及びそれらの関連誘
導体等の色原体又は色指示薬系染料があり、また
フエノール及び4−アミノアンチピリン等のよう
に従来からトリンダー(Trinder)試薬と称され
ているカツプリング染料系もある。他の有用な発
光原体としては、スコポレチン(6−メトキシウ
ンベリフエロン)、p−ヒドロキシフエニル酢酸
及びジアセチルジクロロフルオレスセイン(米国
特許第4269938号)等の各種フルオレスセイン誘
導体のような螢光性のペルオキシダーゼ基質があ
る。ルミノール、イソルミノール、ピロガロー
ル、それらの各種誘導体及びそれらの類縁体のよ
うな化学発光物質も発光原体として用いることが
できる。 試験系には、更に、緩衝液、希釈剤及び安定剤
等のような他の成分を加えてもよい。好適な緩衝
剤としては、リン酸、N−2−ヒドロキシエチル
ピペラジン−N′−2−エタンスルホン酸
(HEPES)、3−(N−モルホリン)プロパンス
ルホン酸(MOPS)、トリス(ヒドロキシメチ
ル)アミノメタン(TRIS)、N−トリス(ヒド
ロキシメチル)メチル−2−アモノエタンスルホ
ン酸(TES)及び−2−ヒドロキシエチルピペ
ラジンプロパンスルホン酸(EPPS)がある。ま
た、細胞を破壊し、又は細胞の破壊物を分解する
ことが分析を行う上で望まれる場合は、洗浄剤、
蛋白質分解酵素及びそれらの類似物質も試験系に
加えることができる。
活性を有する酵素系”という用語は、酵素を含
み、かつATP及びFMNの酵素的反応によつて
FADを生成する組成物という意味を有する。そ
のような系は、酵素の他に、縮合反応にとつて望
ましいものであるか、もしくは必要とされるいか
なる補助因子を含んでいてもよい。FAD合成酵
素活性製剤は、好ましくはブレビバクテリウム・
アンモニアゲネス(Brevibacterium
ammoniagenes)より調整され、アール・スペン
サー(R.Spencer)ら、生化学(Biochemistry)、
第15巻、第5号、1044頁(1976)の方法により単
離・精製され。この特定の酵素製剤は、活性の為
にMg2+、Co2+、Ni2+、Mn2:及びZn2+のグルー
プから選択されるカチオンを必要とするが、好ま
しいカチオンはMg2+である。更に一層純枠な酵
素製剤を提供するスペンサーらの方法の改良法、
本明細書中に参考文献として掲げられているが、
本出願と同日に出願され、マイルス・ラボラトリ
ーズ社に譲渡された、“フラビンアデニンジヌク
レオチド合成酵素の精製”と題する米国特許出願
の中に記載されている。 本発明にあつては、液体試料中のFADは、螢
光測定法[Burch et al、J.Biol.Chem.175:457
(1948);Koziol、Methods in Enzymology 18
(Part B);253(1971);(and Mayhew and
Wassink、Methods In Enzymology 66−(Part
E):217(1980)]、ポーラログラフイー法
[Knoblock、Methods in Enzymology 18(Part
B):305(1971)];分光光度測定法[Fazehus
and Kokai、Methods in Enzymology 18(Part
B):385(1971)]を初めとして、利用し得るいか
なる手段及び一般的に当業者が利用し得る何らか
の方法であれば、いかなる利用可能な方法によつ
て定量もしくは測定してもよい。 生成したFADを定量するには、不活性なアポ
酵素と結合して検出可能なホロ酵素を生成せしめ
る能力を測定する。アポ酵素としては、グルコー
スオキシダーゼ・アポ酵素[Ellis et al.米国特
許第4268631号]が用いられる。 多くの方法が、得られた酵素(グルコースオキ
シダーゼ)の活性を測定するために使用すること
ができるが、本発明においては、酵素基質として
のグルコース、並びに指示薬系としてのペルオキ
シダーゼもしくはペルオキシダーゼ様活性物質
(過酸化物活性化物質)及び光学的シグナル(光
学的信号)を発する発光原体(Photogen)から
なる。 本発明の分析方法において生起する反応は: 1 ATP+FMNFAD合成酵素 ――――――――――→ マグネシウムイオンFAD+ピロリン酸 2 FAD+グルコースオキシダーゼ・アポ酵素→グルコ
ースオキシダーゼ 3 グルコース+H2O+O2グルコースオキシダーゼ ―――――――――――――→ グルコン酸+H2O2 4 H2O2+指示薬ペルオキシダーゼもしくはペルオキシ
ダーゼ様活性物質 4 H2O2+指示薬ペルオキシダーゼもしくはペルオキシ
ダーゼ様活性物質 ―――――――――――――――――――――――――
―――――→ 変色 で示される。 ペルオキシダーゼ及びペルオキシダーゼ様活性
物質(過酸化物活性化物質)は当業者において周
知であつて、各種の有機及び無機源からの物質が
ある。西洋わさびペルオキシダーゼもしくはじや
がいもペルオキシダーゼのような植物性ペルオキ
シダーゼを用いることができる。また、ヨウ化ナ
トリウム及びヨウ化アンモニウムのようなヨウ化
物、並びにモリブデン酸塩類を初めとするペルオ
キシダーゼ様活性(過酸化物活性化活性)を有す
る無機化合物を用いることができる。更に、ペル
オキシダーゼ様活性を有するウロヘミン及びその
他の多数のポルフイリン物質も用いることができ
る。酵素ではないが、ペルオキシダーゼ様活性を
有する他の物質としては、スルホシアン酸鉄、ア
ンニン酸鉄、フエロシアン化鉄及び硫酸クロムカ
リウム等の化合物がある。 同様に、過酸化水素及びペルオキシダーゼもし
くはペルオキシダーゼ様活性物質の存在下、もし
くはそれらとの反応により検出可能な光学的シグ
ナルを発する、多岐に亙る有用な発光原体が公知
になつている。そのような発光原体としては、例
えば、o−トリジン、ベンジジン、シリングアル
ダジン(syring aldazine)、ジアミノフルオレ
ン、テトラメチルベンジジン及びそれらの関連誘
導体等の色原体又は色指示薬系染料があり、また
フエノール及び4−アミノアンチピリン等のよう
に従来からトリンダー(Trinder)試薬と称され
ているカツプリング染料系もある。他の有用な発
光原体としては、スコポレチン(6−メトキシウ
ンベリフエロン)、p−ヒドロキシフエニル酢酸
及びジアセチルジクロロフルオレスセイン(米国
特許第4269938号)等の各種フルオレスセイン誘
導体のような螢光性のペルオキシダーゼ基質があ
る。ルミノール、イソルミノール、ピロガロー
ル、それらの各種誘導体及びそれらの類縁体のよ
うな化学発光物質も発光原体として用いることが
できる。 試験系には、更に、緩衝液、希釈剤及び安定剤
等のような他の成分を加えてもよい。好適な緩衝
剤としては、リン酸、N−2−ヒドロキシエチル
ピペラジン−N′−2−エタンスルホン酸
(HEPES)、3−(N−モルホリン)プロパンス
ルホン酸(MOPS)、トリス(ヒドロキシメチ
ル)アミノメタン(TRIS)、N−トリス(ヒド
ロキシメチル)メチル−2−アモノエタンスルホ
ン酸(TES)及び−2−ヒドロキシエチルピペ
ラジンプロパンスルホン酸(EPPS)がある。ま
た、細胞を破壊し、又は細胞の破壊物を分解する
ことが分析を行う上で望まれる場合は、洗浄剤、
蛋白質分解酵素及びそれらの類似物質も試験系に
加えることができる。
【表】
I.U./mlとは、原液について1ml当りの国際単
位と定義される。国際単位(I.U.)は酵素活性量
の単位であつて、1I.U.とは、特定のPH及び温度
条件下において、1分間につき1マイクロモル
(μmol)の基質を酵素的に変換するのに要する酵
素活性量のことである。ここに、使用されている
ような1I.U.のFAD合成酵素は、PH7.5及び37℃に
おいて、1分間につき1μmolのFMNを酵素的に
変換する。1I.U.のペルオキシダーゼは、PH6.9及
び25℃においては、1分間につき1μmolのペルオ
キシドの酵素的変換を触媒する。 ATP又はFMN感受性試験系は、試験キツト、
試験組成物混合体又は試験具のように、好適であ
ればいかなる形態であつてもよい。試験組成物混
合体又は試験キツトの成分は、液体、通常は水溶
液;乾燥粉末又は錠剤等であつてもよく、あるい
はゲル又はフイルム等の形態でもよい。好ましい
試験系の構造は、試験系が担体マトリツクスと一
体になつている試験片の試験具である。担体は、
水又は分析目的とする他の液体の中で不溶性であ
つて、しかもそれらに浸した際に構造的に損傷を
うけない、吸水性もしくは非吸水性でかつ多孔質
もしくは非多孔質のマトリツクスの形態をとつて
いてもよい。使用し得る好ましい吸水性マトリツ
クスとしては、吸収紙、高分子フイルム、高分子
ゲル、セルロース、木、合成樹脂製フリース、織
布及び不織布等が挙げられる。非吸水性のマトリ
ツクスには、ガラス繊維及びポリプロピレンの如
き有機プラスチツク製物質などがある。担体マト
リツクスは、液体試薬組成物の中に浸漬し、又は
それで噴霧もしくは印刷し、次いで担体マトリツ
クスを大気圧もしくは強制空気乾燥のような適切
な方法により乾燥して乾燥試薬/マトリツクス複
合体とすることができる。マトリツクスは、簡便
に使用できるようにするため、両面接着テープの
ような適切な手段により、ポリスチレン等の有機
プラスチツク片の如き非水溶性支持体に固着する
ことが有利である。 FAD生成/グルコースオキシダーゼ検出試験
具の形態の場合は、本発明の試験系はATPもし
くはFMNを検出するための簡便な手段を提供す
ることになる。従来技術とは対照的に、本試薬片
は試料との接触により分析結果を出すものであ
る。発生した光学的シグナルは、装置によつて容
易に読取られるか、あるいは変色が起こるような
好ましい場合には技術者によつて識別される。参
照シグナルは装置内に備えておくか、あるいはカ
ラーチツプ(色標)もしくはカラーチヤートのよ
うに識別可能な標準型としておくことができ、装
置内部においてもしくは人間の観察者によつて比
較が行われる。液体、特に生物学的液体中の
ATPもしくはFMNを検出するための、このよう
に簡便、直接的かつ迅速な方法は、以前には利用
されていなかつた。 本発明を次の実施例によつて、以下に説明する
が、それにより本発明がそれによつて格別制限さ
れるものではない。 [発明の実施例] 試料としてATP水溶液を用い、完全な反応系
で試験を実施した。3,5−ジクロロ−2−ヒド
ロキシベンゼンスルホン酸/4−アミノフエナゾ
ン色原系がグルコースオキシダーゼ活性の動力学
的モニター用として信頼できることが証明され
た。 物 質 FAD合成酵素:ブレビバクテリウム・アンモニ
アゲネスから単離し、前述のスペンサーらの方
法により精製 グルコースオキシダーゼ・アポ酵素:エリスらの
米国特許第4268631号により調整 ペルオキシダーゼ(西洋ワサビ) 溶液No.1 FAD合成酵素 リン酸緩衝液、PH7.0; 50mM MgCl2; 8mM フラビンモノホスフエート; 0.05mM FAD合成酵素; 1.0I.U./ml 溶液No.2 グルコースオキシダーゼ・アポ酵素 (FAD結合部位0.8mol/ml) 66μg/ml リン酸緩衝液、PH7.0; 50mM 溶液No.3 色原系 リン酸緩衝液、PH7.0; 50mM 4−アミノフエナゾン; 0.08mM ペルオキシダーゼ; 0.5I.U./ml 3,5−ジクロロ−2−ヒドロキシベンゼンスル
ホン酸; 2mM グルコース; 0.2M 溶液No.4 ATP水溶液(検体) 使用したATP溶液は、最終反応容積において、
9;27;54;90;135;180;及び360pmol/の
濃度であつた。 単位:国際単位/ミリリツトル(I.U./ml);ミ
リモル(mM)、マイクロモル(μM)、マイク
ログラム/ミリリツトル(μg/ml) 試験方法 三つの段階からなる方法を採用した:第一に水
溶液試料中のATPを、フラビンモノホスフエー
トの存在下、FAD合成酵素によりFADに変換し
た(0.9mlのNo.1に異なるATP濃度を有する0.1ml
の溶液No.4を加え、次いで18時間室温で暗所保存
した)。;第二に、第一段階で生成したFADをア
ポ酵素と一緒に保温し、グルコースオキシダーゼ
活性を復元させた(0.2mlの第一段階の混合物を
0.2mlの溶液No.2に加え、室温で30分間放置し
た)。;第三に、グルコースオキシダーゼ活性を動
力学的にモニターした(0.02mlの第二段階の溶液
を2mlの色原溶液No.3に加え、正確に25℃で15分
間経た後、510nmの吸光度を測定した)。 第一段階において、ATP溶液No.4の代わりに
蒸留水0.1mlを用いて、対応する試薬ブランクを
調整し、しかる後同様の操作を続けた。試料の吸
光度から試薬ブランクの吸光度を差し引いた。 得られたデータでは、試験した全てのATP濃
度について直線的な応答がみられた。ここに報告
した方法は複数の段階からなるが、本発明方法に
おいては、試薬と酵素とが適合するので、一試薬
系一段階試験法を用いることができる。 他の色原系、即ち3,3′,5,5′−テトラメチ
ルベンジジン(TMB)が、グルコースオキシダ
ーゼ活性の動力学と終点のモニターの双方を行う
にあたつて、信頼できることが判明した。試験
は、FADの水溶液を用いて行つた。 次の溶液を使用した: 溶液No.1 グルコースオキシダーゼ・アポ酵素 (FAD結合部位3.1モル/ml) 0.26mg/ml リン酸緩衝液、PH7.0; 50mM 溶液No.2 色原系 2−(N−モルホリノ)エタンスルホン酸
(MES)PH6.0 70mM テトラメチルベンジジン塩酸塩(TMB・2HCl)
0.5mM ペルオキシダーゼ; 0.5I.U./ml グルコース; 0.2M トリトン(Triton)X−100 0.15%(w/v) (登録商標)界面活性剤; (ローム&ハース社、フイラデルフイア、PA) 溶液No.3 停止剤 HCl; 4規定 溶液No.4 FAD水溶液(検体) 使用したFAD溶液は、最終反応混合物の容積
において、17;34;68;136;205;341;及び
478pmol/の濃度であつた。 試験方法 一段階からなる方法を採用した。溶液No.1、No.
2及びNo.4を混合した。グルコースオキシダー
ゼ・アポ酵素とFADとの再結合により復元され
たグルコースオキシダーゼ活性を、650nmにお
ける色原体の吸光度増加分を読取る動力学的な手
法によるか、あるいは正確に25℃で30分間反応を
続けた後に塩酸(溶液No.3)を加えて450nmに
おける色原体の吸光度を読取る終点法によつて、
直接的にモニターした。動力学的手法もしくは終
点法のいずれにおいても、グルコースオキシダー
ゼ・アポ酵素を反応開始のために用いる。 平行して試験する試薬ブランクは、FAD試料
中のFADを蒸留水に代えることによつて行われ、
かくして得られた試薬ブランクの読取値を試料の
吸光度から差引いた。 二つの方法によつて得られたデータは、試験し
て全てのFAD濃度について直線的な応答を示し
た。 加えて、ATPを生成することができる結合反
応に関与する。他のアデニンヌクレオチドホスフ
エートの試験にも同一の原理が適用し得る。例え
ば、アデノシン二燐酸(ADP)は、まずそれを
ピルビン酸キナーゼを触媒とする反応: ADP+ホスフエノールピルビン酸ピルビン酸キナーゼ ――――――――――→ Mg2+ATP+ピルビン酸 によつてATPに変えることにより試験すること
ができる。 試験具の調整 本発明方法に用いる試験組成物を包含した試験
具を調整し、血液もしくは尿等の体液中に存在す
るATP又はFMNについての試験に供した。 浸漬用の溶液を以下の組成のように調整した: FAD合成酵素 1.0I.U./ml MgCl2 8mM グルコースオキシダーゼ・アポ酵素 66μg/ml 4−アミノフエナゾン 0.08mM ペルオキシダーゼ 0.5I.U./ml 3,5−ジクロロ−2−ヒドロキシベンゼンスル
ホン酸 2mM グルコース 2M リン酸緩衝液PH7.0 100ml 数枚のワツトマン(Whatman)No.17ろ紙(ワ
ツトマン社、クリフトン、ニユージヤージー)
を、上記溶液を飽和するまで含浸せしめ、60℃で
乾燥した。 もう一つの方法では、二つの溶液、即ち、
FAD合成酵素、MgCl2、グルコースオキシダー
ゼ・アポ酵素、ペルオキシダーゼ及びリン酸緩衝
液からなる第一の水溶液と、指示薬、4−アミノ
フエナゾン及び3,5−ジクロロ−2−ヒドロキ
シベンゼンスルホン酸を適切な有機溶媒に溶かし
た第二の有機溶液を含浸せしめた。第一の溶液を
含浸せしめた後、ろ紙を60℃で乾燥し、次いで第
二の含浸を行つた。最終的な乾燥も60℃で行つ
た。 いずれの場合においても、含浸溶液の乾燥残留
物を含むワツトマン紙を2.5mm×2.5mmに裁断し、
試験具を型取りした。試験具を、次いで、両面接
着テープにより裏打ちし、それによつてプラスチ
ツク性の把持具に固着した。 試験具は、それを試料(例えば、ATPもしく
はFMN水溶液又は体液の試料)中に瞬間的に浸
すか、あるいは担体マトリツクス上に試料をのせ
ることにより使用することが最も有利である。検
出可能な色の変化は、ATP又はFMNが存在する
場合に生じる。発色した色の度合いはATP又は
FMNの濃度に依存するため、半定量的試験が、
適切なカラーチヤートを用いることにより可能と
なり、また定量的な試験は適切な反射型読取り装
置を用いることにより可能となる。 上記の説明は、主にATPの検出に関するもの
であるが、FMNを検出するためには、補酵素と
してATPを用いることにより同様の結果を得る
ことができる。 本発明はある程度の具体性をもつて記載されて
いるけれども、本願の開示は例示によつてのみ行
われており、細部については、本発明の範囲を逸
脱することなく多くの変更を加えうることが理解
される。
位と定義される。国際単位(I.U.)は酵素活性量
の単位であつて、1I.U.とは、特定のPH及び温度
条件下において、1分間につき1マイクロモル
(μmol)の基質を酵素的に変換するのに要する酵
素活性量のことである。ここに、使用されている
ような1I.U.のFAD合成酵素は、PH7.5及び37℃に
おいて、1分間につき1μmolのFMNを酵素的に
変換する。1I.U.のペルオキシダーゼは、PH6.9及
び25℃においては、1分間につき1μmolのペルオ
キシドの酵素的変換を触媒する。 ATP又はFMN感受性試験系は、試験キツト、
試験組成物混合体又は試験具のように、好適であ
ればいかなる形態であつてもよい。試験組成物混
合体又は試験キツトの成分は、液体、通常は水溶
液;乾燥粉末又は錠剤等であつてもよく、あるい
はゲル又はフイルム等の形態でもよい。好ましい
試験系の構造は、試験系が担体マトリツクスと一
体になつている試験片の試験具である。担体は、
水又は分析目的とする他の液体の中で不溶性であ
つて、しかもそれらに浸した際に構造的に損傷を
うけない、吸水性もしくは非吸水性でかつ多孔質
もしくは非多孔質のマトリツクスの形態をとつて
いてもよい。使用し得る好ましい吸水性マトリツ
クスとしては、吸収紙、高分子フイルム、高分子
ゲル、セルロース、木、合成樹脂製フリース、織
布及び不織布等が挙げられる。非吸水性のマトリ
ツクスには、ガラス繊維及びポリプロピレンの如
き有機プラスチツク製物質などがある。担体マト
リツクスは、液体試薬組成物の中に浸漬し、又は
それで噴霧もしくは印刷し、次いで担体マトリツ
クスを大気圧もしくは強制空気乾燥のような適切
な方法により乾燥して乾燥試薬/マトリツクス複
合体とすることができる。マトリツクスは、簡便
に使用できるようにするため、両面接着テープの
ような適切な手段により、ポリスチレン等の有機
プラスチツク片の如き非水溶性支持体に固着する
ことが有利である。 FAD生成/グルコースオキシダーゼ検出試験
具の形態の場合は、本発明の試験系はATPもし
くはFMNを検出するための簡便な手段を提供す
ることになる。従来技術とは対照的に、本試薬片
は試料との接触により分析結果を出すものであ
る。発生した光学的シグナルは、装置によつて容
易に読取られるか、あるいは変色が起こるような
好ましい場合には技術者によつて識別される。参
照シグナルは装置内に備えておくか、あるいはカ
ラーチツプ(色標)もしくはカラーチヤートのよ
うに識別可能な標準型としておくことができ、装
置内部においてもしくは人間の観察者によつて比
較が行われる。液体、特に生物学的液体中の
ATPもしくはFMNを検出するための、このよう
に簡便、直接的かつ迅速な方法は、以前には利用
されていなかつた。 本発明を次の実施例によつて、以下に説明する
が、それにより本発明がそれによつて格別制限さ
れるものではない。 [発明の実施例] 試料としてATP水溶液を用い、完全な反応系
で試験を実施した。3,5−ジクロロ−2−ヒド
ロキシベンゼンスルホン酸/4−アミノフエナゾ
ン色原系がグルコースオキシダーゼ活性の動力学
的モニター用として信頼できることが証明され
た。 物 質 FAD合成酵素:ブレビバクテリウム・アンモニ
アゲネスから単離し、前述のスペンサーらの方
法により精製 グルコースオキシダーゼ・アポ酵素:エリスらの
米国特許第4268631号により調整 ペルオキシダーゼ(西洋ワサビ) 溶液No.1 FAD合成酵素 リン酸緩衝液、PH7.0; 50mM MgCl2; 8mM フラビンモノホスフエート; 0.05mM FAD合成酵素; 1.0I.U./ml 溶液No.2 グルコースオキシダーゼ・アポ酵素 (FAD結合部位0.8mol/ml) 66μg/ml リン酸緩衝液、PH7.0; 50mM 溶液No.3 色原系 リン酸緩衝液、PH7.0; 50mM 4−アミノフエナゾン; 0.08mM ペルオキシダーゼ; 0.5I.U./ml 3,5−ジクロロ−2−ヒドロキシベンゼンスル
ホン酸; 2mM グルコース; 0.2M 溶液No.4 ATP水溶液(検体) 使用したATP溶液は、最終反応容積において、
9;27;54;90;135;180;及び360pmol/の
濃度であつた。 単位:国際単位/ミリリツトル(I.U./ml);ミ
リモル(mM)、マイクロモル(μM)、マイク
ログラム/ミリリツトル(μg/ml) 試験方法 三つの段階からなる方法を採用した:第一に水
溶液試料中のATPを、フラビンモノホスフエー
トの存在下、FAD合成酵素によりFADに変換し
た(0.9mlのNo.1に異なるATP濃度を有する0.1ml
の溶液No.4を加え、次いで18時間室温で暗所保存
した)。;第二に、第一段階で生成したFADをア
ポ酵素と一緒に保温し、グルコースオキシダーゼ
活性を復元させた(0.2mlの第一段階の混合物を
0.2mlの溶液No.2に加え、室温で30分間放置し
た)。;第三に、グルコースオキシダーゼ活性を動
力学的にモニターした(0.02mlの第二段階の溶液
を2mlの色原溶液No.3に加え、正確に25℃で15分
間経た後、510nmの吸光度を測定した)。 第一段階において、ATP溶液No.4の代わりに
蒸留水0.1mlを用いて、対応する試薬ブランクを
調整し、しかる後同様の操作を続けた。試料の吸
光度から試薬ブランクの吸光度を差し引いた。 得られたデータでは、試験した全てのATP濃
度について直線的な応答がみられた。ここに報告
した方法は複数の段階からなるが、本発明方法に
おいては、試薬と酵素とが適合するので、一試薬
系一段階試験法を用いることができる。 他の色原系、即ち3,3′,5,5′−テトラメチ
ルベンジジン(TMB)が、グルコースオキシダ
ーゼ活性の動力学と終点のモニターの双方を行う
にあたつて、信頼できることが判明した。試験
は、FADの水溶液を用いて行つた。 次の溶液を使用した: 溶液No.1 グルコースオキシダーゼ・アポ酵素 (FAD結合部位3.1モル/ml) 0.26mg/ml リン酸緩衝液、PH7.0; 50mM 溶液No.2 色原系 2−(N−モルホリノ)エタンスルホン酸
(MES)PH6.0 70mM テトラメチルベンジジン塩酸塩(TMB・2HCl)
0.5mM ペルオキシダーゼ; 0.5I.U./ml グルコース; 0.2M トリトン(Triton)X−100 0.15%(w/v) (登録商標)界面活性剤; (ローム&ハース社、フイラデルフイア、PA) 溶液No.3 停止剤 HCl; 4規定 溶液No.4 FAD水溶液(検体) 使用したFAD溶液は、最終反応混合物の容積
において、17;34;68;136;205;341;及び
478pmol/の濃度であつた。 試験方法 一段階からなる方法を採用した。溶液No.1、No.
2及びNo.4を混合した。グルコースオキシダー
ゼ・アポ酵素とFADとの再結合により復元され
たグルコースオキシダーゼ活性を、650nmにお
ける色原体の吸光度増加分を読取る動力学的な手
法によるか、あるいは正確に25℃で30分間反応を
続けた後に塩酸(溶液No.3)を加えて450nmに
おける色原体の吸光度を読取る終点法によつて、
直接的にモニターした。動力学的手法もしくは終
点法のいずれにおいても、グルコースオキシダー
ゼ・アポ酵素を反応開始のために用いる。 平行して試験する試薬ブランクは、FAD試料
中のFADを蒸留水に代えることによつて行われ、
かくして得られた試薬ブランクの読取値を試料の
吸光度から差引いた。 二つの方法によつて得られたデータは、試験し
て全てのFAD濃度について直線的な応答を示し
た。 加えて、ATPを生成することができる結合反
応に関与する。他のアデニンヌクレオチドホスフ
エートの試験にも同一の原理が適用し得る。例え
ば、アデノシン二燐酸(ADP)は、まずそれを
ピルビン酸キナーゼを触媒とする反応: ADP+ホスフエノールピルビン酸ピルビン酸キナーゼ ――――――――――→ Mg2+ATP+ピルビン酸 によつてATPに変えることにより試験すること
ができる。 試験具の調整 本発明方法に用いる試験組成物を包含した試験
具を調整し、血液もしくは尿等の体液中に存在す
るATP又はFMNについての試験に供した。 浸漬用の溶液を以下の組成のように調整した: FAD合成酵素 1.0I.U./ml MgCl2 8mM グルコースオキシダーゼ・アポ酵素 66μg/ml 4−アミノフエナゾン 0.08mM ペルオキシダーゼ 0.5I.U./ml 3,5−ジクロロ−2−ヒドロキシベンゼンスル
ホン酸 2mM グルコース 2M リン酸緩衝液PH7.0 100ml 数枚のワツトマン(Whatman)No.17ろ紙(ワ
ツトマン社、クリフトン、ニユージヤージー)
を、上記溶液を飽和するまで含浸せしめ、60℃で
乾燥した。 もう一つの方法では、二つの溶液、即ち、
FAD合成酵素、MgCl2、グルコースオキシダー
ゼ・アポ酵素、ペルオキシダーゼ及びリン酸緩衝
液からなる第一の水溶液と、指示薬、4−アミノ
フエナゾン及び3,5−ジクロロ−2−ヒドロキ
シベンゼンスルホン酸を適切な有機溶媒に溶かし
た第二の有機溶液を含浸せしめた。第一の溶液を
含浸せしめた後、ろ紙を60℃で乾燥し、次いで第
二の含浸を行つた。最終的な乾燥も60℃で行つ
た。 いずれの場合においても、含浸溶液の乾燥残留
物を含むワツトマン紙を2.5mm×2.5mmに裁断し、
試験具を型取りした。試験具を、次いで、両面接
着テープにより裏打ちし、それによつてプラスチ
ツク性の把持具に固着した。 試験具は、それを試料(例えば、ATPもしく
はFMN水溶液又は体液の試料)中に瞬間的に浸
すか、あるいは担体マトリツクス上に試料をのせ
ることにより使用することが最も有利である。検
出可能な色の変化は、ATP又はFMNが存在する
場合に生じる。発色した色の度合いはATP又は
FMNの濃度に依存するため、半定量的試験が、
適切なカラーチヤートを用いることにより可能と
なり、また定量的な試験は適切な反射型読取り装
置を用いることにより可能となる。 上記の説明は、主にATPの検出に関するもの
であるが、FMNを検出するためには、補酵素と
してATPを用いることにより同様の結果を得る
ことができる。 本発明はある程度の具体性をもつて記載されて
いるけれども、本願の開示は例示によつてのみ行
われており、細部については、本発明の範囲を逸
脱することなく多くの変更を加えうることが理解
される。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 1リツトル当りピコモル程度の低濃度の、ア
デノシン三燐酸及びフラビンモノヌクレオチドか
ら選択される一方の補酵素を測定するための分析
方法であつて、 (a) 液体試験試料を、 他方の該補酵素、 フラビンアデニンジヌクレオチド合成酵素、 グルコースオキシダーゼ・アポ酵素、 ペルオキシダーゼもしくはペルオキシダーゼ
様活性物質、 グルコース、 マグネシウムイオン、並びに 過酸化水素及びペルオキシダーゼもしくはペ
ルオキシダーゼ様活性物質の存在下で、検出可
能な光学的応答を与える発光原体 を含む単一の試薬溶液と一緒に合わせ、 (b) 該光学的応答を測定する 工程からなることを特徴とする方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
IT49555/83A IT1172385B (it) | 1983-12-21 | 1983-12-21 | Composizione e metodo per la determinazione enzimatica di atp ed fmn |
IT49555A/83 | 1983-12-21 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS60156400A JPS60156400A (ja) | 1985-08-16 |
JPH0240320B2 true JPH0240320B2 (ja) | 1990-09-11 |
Family
ID=11271013
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP59267596A Granted JPS60156400A (ja) | 1983-12-21 | 1984-12-20 | アデノシン三燐酸及びフラビンモノヌクレオチドの酵素的試験法 |
Country Status (8)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4806415A (ja) |
EP (1) | EP0147713B1 (ja) |
JP (1) | JPS60156400A (ja) |
AT (1) | ATE45983T1 (ja) |
AU (1) | AU555501B2 (ja) |
CA (1) | CA1227113A (ja) |
DE (1) | DE3479594D1 (ja) |
IT (1) | IT1172385B (ja) |
Families Citing this family (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4735897A (en) * | 1985-05-02 | 1988-04-05 | Allied Corporation | Method and kit for detecting polyriboadenosine segments and messenger RNA |
US5340722A (en) * | 1988-08-24 | 1994-08-23 | Avl Medical Instruments Ag | Method for the determination of the concentration of an enzyme substrate and a sensor for carrying out the method |
JP2545953Y2 (ja) * | 1991-04-26 | 1997-08-27 | 有限会社田技研 | 搬送用駆動チェーン |
GB9414096D0 (en) * | 1994-07-13 | 1994-08-31 | Secr Defence | Labelled capture assay |
US5827675A (en) * | 1995-07-12 | 1998-10-27 | Charm Sciences, Inc. | Test apparatus, system and method for the detection of test samples |
US6177260B1 (en) * | 1997-07-11 | 2001-01-23 | The Hong Kong Polytechnic University | Measurement of antioxidant (reducing) power and/or antioxidant concentration |
GB9910811D0 (en) * | 1999-05-10 | 1999-07-07 | Medical Res Council | Assays |
US7268229B2 (en) * | 2001-11-02 | 2007-09-11 | Promega Corporation | Compounds to co-localize luminophores with luminescent proteins |
US7122333B2 (en) * | 2001-11-21 | 2006-10-17 | Unitika Ltd. | Method and reagent for visually measuring ATP |
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