JPH0420297A - 酵素活性測定用基質とこれを用いる酵素活性測定方法及び測定用試薬 - Google Patents
酵素活性測定用基質とこれを用いる酵素活性測定方法及び測定用試薬Info
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Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
性測定方法及び測定用試薬に関する。
基を有する酵素(N−アセチル−βD−グルコサミニダ
ーゼ、N−アセチル−βD−へキソサミニダーゼ、アル
カリ性もしくは酸性ホスファターゼ、β−D−ガラクト
シダーゼ、またはβ−D−グルクロニダーゼ)反応の基
質、この基質から酵素反応によって生成する3、4ジニ
トロフェノールの呈色(吸光度)を測定する酵素活性の
測定方法、及びこの基質を含有する酵素測定用試薬に関
するものである。
査において、尿細管障害、糖尿病性腎障害等の各種腎疾
患の早期診断に欠かせないN−アセチル−β−D−グル
コサミニダーゼまたはNアセチル−β−D−へキソサミ
ニダーゼ(以下、NAGアーゼと略称する)活性を測定
するには、従来、基質として分子の末端にp−ニトロフ
ェノキシ基を有する(p−ニトロフェノールをアグリコ
ンとする)p−ニトロフェニル−N−アセチル−β−D
−グルコサミニドを基質とし、本酵素の作用で遊離する
p−二トロフェノール(アグリコン)を高p H領域で
比色定量する方法が採られている(Met、hods
i−n Enzymolozy 、 28巻、p。
ルポンフタレイニル−N−アセチル−β−D−グルコサ
ミニドを基質とし用いる方法が開示されている(特開昭
58−994号公報参照)。
の5付近であるのに対し、p−ニトロフェノールはアル
カリ側のp、 H8以上のアルカリ側領域でなければ十
分な発色を示さない。そのため酵素NAGアーゼの活性
を測定するには、いずれの基質の場合も酵素と基質を混
合して反応を開始し、一定時間後に反応液にアルカリ溶
液を添加して反応を停止させ、分光光度計にかけるとい
う操作を行わなければならず、好適な条件でモニターす
る速度分析(いわゆるレートアッセイ)を行えないとい
う欠点がある。
切に作用する酸性側のp H5付近で発色する、P−ニ
トロフェノールに変わる化合物(アグリコン)の結合し
たN−アセチル−βD−グルコザミニド基質を開発しよ
うという試みがなされてきた。
グリコンとする基質が提案されている(特開昭61−1
.77999 )。
869 、1980)(b)2−クロロ−4−ニトロフ
ェノール(特開昭61.−112092号) (c)2.5−ジニトロフェノール (d)26−ジクロロ−4−ニトロフェノール(e)2
.6−ジプロモー4−二トロフェノール(f)2,3.
6−1−ジクロロ−4ニトロフエノール (g)2,3,5.6−テトラブロモ−4−ニトロフェ
ノール (h)2,3,5.6−テトラクロロ−4−ニトロフェ
ノール (i)7−スルフオー2.4−ジニトロ−1−ナフトー
ル(特開昭6l−177999)上記化合物は、いずれ
の場合もフェノール性水酸基の隣接する位置にバルキー
な電子吸引性置換基を持ち、酸性度を強め、低いp、
Hでも電離して発色する性質を持つことから、これらを
分子末端に(アグリコンとして)結合した基質は、前記
P−二トロフェノールの有する欠点を補うことが期待さ
れたものである。
β−D−グルコサミンを縮合して合成した基質は、全て
著しく水に難溶であるか、低いpHで満足できる電離発
色を示さないか、そのもの自体が不安定か、または2位
のバルキーな置換体のため酵素反応に障害を与えるとい
う問題を有する。例えば、2−り四ロー4−ニトロフェ
ニルN−アセチル−β−D−グルコサミニド基質は水に
難溶のため十分な基質を溶解でず、従ってそれが試薬の
調製法や測定精度にも著しく影響し実用上満足のいく測
定法となっていない。
D−グルコサミニド基質は合成が困難で、各種の反応条
件を検討して、最善と思われる合成法によっても収率は
高々5%に過ぎない。この原因はこの物質の不安定性に
起因するもので、最終段階の再結晶においても加水分解
を防ぐために細心の注意を払う必要がある(前出、J、
Biol。
1980)。
ノールに変わる種々のニトロフェノール化合物では、こ
のNAGアーゼの基質に関する問題を解決することは出
来なかった。
質を第1表(巻末)に−括してあげる。
二l・ロフェノール化合物を更に検討した。すなわち、
ベンゼン環の電子状態や立体特異的反応性等を検討した
ところ、必要な酸性度を保有し、またフェノール性水酸
基の隣接位にバルキーな置換基を持たない誘導体という
観点から、3.4−ジニトロフェノールが、適している
ことを知り、この3,4−ジニトロフェノールを分子末
端に結合した基質を種々合成して本発明を完成した。
ガラクトシダーゼ、β−D−グルクロニダーゼ等のレー
トアッセイのための基質として十分に水に溶けやすく安
定で、しかも酸性p H領域でも優れた発色性及び定量
性を示す基質、この基質から生成する3、4−ジニトロ
フェノールの呈色(吸光度)を測定する酵素活性の測定
方法、並びにこの基質を含有する酵素測定用試薬を提供
することを目的とする。
り構成されている。
することを特徴とする下記の(A)、(B)、(C)、
または(D)に記載する酵素活性測定用基質。
しくはN−アセチル−β−Dヘキソサミニダーゼ (B)アルカリ性または酸性ホスファターゼ(C)β−
D−ガラクトシダーゼ (D)β−D−グルクロニダーゼ (2)分子の末端に3.4−ジニトロフェノキシ基を有
する基質から生成する3、4−ジニトロフェノールの呈
色(吸光度)を測定することを特徴とする下記の(A)
、(B)、(C)、またL):(D)に記載する酵素活
性測定方法。
しくはN−アセチル−β−D−へキソザミニダーゼ (B)アルカリ性または酸性ホスファターゼ(C)β−
D−ガラクトシダーゼ (J))β−D−グルクロニダーゼ (3)分子の末端に3,4−ジニトロフェノキシ基を有
する基質が、3,4−ジニトロフェニル−N−アセチル
−β−D−グルコサミニドもしくは34−ジニトロフェ
ニル−N−アセチル−β−D−へキソサミニド(N−ア
セチル−βD−グルコザミニダーゼもしくはN−アセチ
ルβ−D−ヘギソサミニダーゼ活性測定用)、3゜4−
ジニトロフェニルリン酸またはその塩(アルカリ性また
は酸性ホスファターゼ活性測定用)、3.4−ジニトロ
フェニル−β−D−グルクロニド(β−D−グルクロニ
ダーゼ活性測定用)、または34−ジニトロフェニル−
β−D−ガラクトシド(β−D−ガラクトシダーゼ活性
測定用)である特許請求の範囲第(2)項記載の酵素活
性測定方法。
求の範囲第(2)項及び第(3)項記載の酵素活性測定
力法。
する、下記の(A)、(B)(C)、または(D)に記
載する酵素活性測定用基質を含有することを特徴とする
酵素活性測定用試薬。
しくはN−アセチル−β−Dヘキソザミニダーゼ (13)アルカリ性または酸性ホスファターゼ(C)β
−D−ガラクトシダーゼ (D)β−D−グルクロニダーゼ (6)分子の末端に3,4−ジニトロフェノキシ基を有
する基質が、3,4−ジニトロフェニル−N−アセチル
−β−D−グルコザミニドもしくは3,4−ジニトロフ
ェニル−N−アセチルβ−D−へキソザミニド(N−ア
セチル−βD−グルコサミニダーゼもしくはN−アセチ
ル−β−D−’\キソザミニダーゼ活性測定用)、34
−ジニトロフェニルリン酸またはその塩(アルカリ性ま
たは酸性ホスファターゼ活性測定用)、3.4−ジニト
ロフェニル−β−D−グルクロニド(β−D−グルクロ
ニダーゼ活性測定用)、または3.4−ジニトロフェニ
ル−β−D−ガラクトシド(β−D−ガラクトシダーゼ
活性測定用)である特許請求の範囲第(5)項記載の酵
素活性測定用試薬。
含有する特許請求の範囲第(5)項及び第(6)項記載
の酵素活性測定用試薬。
既知化合物であるが、この化合物を分子末端に有する(
結合した)N−アセチル−β−D−グルコザミニド等が
合成されたという記録はなく、性質も知られていない。
ゼ等の活性測定用の基質、及びβ−D−ガラクトシダー
ゼ等の標識酵素活性測定用の基質として利用されたとい
う記録も皆無である。
質分子の末端に結合したとき溶解度が大きく、溶解補助
剤なしで酵素基質として使用できる。すなわち、3,4
−ジニトロフェノールを、N−アセチル−β−D−グル
コサミニドの基質末端に結合したときは12mMという
実用性の極めて高い濃度の水溶液が調製でき、しかもそ
の溶液は低温で極めて安定に保存出来る。これに対し、
例えば2−クロロ−4−二トロフェノールは、pK==
5.5の酸性度を持つが、これより合成した2−り四ロ
ー4−ニトロフェニルN−アセチル−β−D−グルコサ
ミニドは難溶性で測定キットに導入するためにはシクロ
デキストリン、クラウンエーテル等の溶解補助剤を添加
してもなお十分な溶解性は得られず、従って測定用試薬
としての性能も十分ではない。
の末端にp−ニトロフェノキシ基等を有する(p−ニト
ロフェノール等をアグリコンとする)基質に代えて、3
,4−ジニトロフェノール基を導入することにより、■
酵素の作用pH(中性もしくは酸性側)水溶液における
基質の溶解性、安定性(保存性)を格段に向上させ、■
酵素の作用pHと酵素反応の測定指標物質(3,4−ジ
ニトロフェノール)の呈色(吸光度測定)pHを−致さ
せるか、または近づけて、正確かつ精度のよいレート分
析を可能としたものである。
N−アセチル−β−D−グルコサミニドの合成1 11o11eman(Recuil des Trav
eaux Chimiques desPays−Ba
s、 21巻、P 432−447]、 902 )
の方法に従い、m−ニトロフェノール20gより出発し
、濃硝酸によるニトロ化、副反応生成物との分離を経て
、純3,4−ジニトロフエノール7gを合成した。融点
は134℃で、上記文献の値と一致した。
3,4−ジニトロフェノラートの粉末を調製し、これを
乾燥アセトン中、2−アセタミド−2−デオキシ−3,
4,,6,−1−り一〇−アセチルーα−1−クロロ−
D−グルコサミニド2gと約3時間還流する。アセトン
を留去、縮合生成物をクロロホルムに溶解し、希アルカ
リで未反応物質3,4−ジニトロフェノラートを除去し
た後、縮合生成物約1.5gが得られた。これをエタノ
ールから再結晶して精製した。最後に縮合生成物をメタ
ノールに溶解し、少量のナトリウムメチラートを触媒と
して脱アセチル化することにより、はぼ定量的に3,4
−ジニトロフェニル−N−アセチル−β−D−グルコサ
ミニドが得られた。これを熱エタノールより再結晶して
精製した。
コザミニド(以下、3.4−DNGともいう)は基質と
して使用するとき充分な水溶性を有し、NAGアーゼ活
性測定に充分な12mMの濃度の水溶液を容易に調製す
ることが出来る。また、この水溶液は水冷下で安定、室
温では一夜放置して1%程度の分解が起こるのみである
。酵素反応条件(pH5,37°C)での1時間の分解
率は1.5%に過ぎない。スペクトルは紫外線290n
mに強い吸収を持つが、可視部400nmにはほとんど
吸光を示さず光学的に顕著に区別される。
3,4−ジニトロフェニル−β−D−グルクロニド、及
び3,4−ジニトロフェニルリン酸の合成と酵素反応」 実施例1と同様の手法により、合成された3゜4−ジニ
トロフェノールと、2,3,4.6−チトラーO−アセ
チルーα−1−クロロ−D−ガラク)・シト、及び2,
3.4−トリー〇−アセチルーα−1−クロロ−D−グ
ルクロニド−6−メチルエステルを用いて、縮合生成物
をそれぞれ1、.3g、及び0.7gを得、エタノール
から再結晶後、実施例1と同じ方法で脱アセチル化し、
再びエーテルより再結晶して精製した。
てpocβ3.H3PO4各2gと反応させ、縮合生成
物1.5gを得、ナトリウム塩として、再結晶により精
製した。
ニダーゼ、及びフォスファターゼ活性測定用基質として
、ガラクトシグーゼ(E、coli由来)は20mMリ
ン酸緩衝液(p、H6,5)中、グルクロニダーゼ及び
酸性フォスファターゼは50mM酢酸緩衝液(pH5,
0)及び40mMクエン酸緩衝液(pH5,1)中で尿
及び血清を検体として、それぞれの酵素活性が測定され
た。
1.2mMの3.4−DNGを含む反応混合液(反応時
、酵素液を加えて体積が3mffになるように調製)を
37℃に平衡化して分光光度計にセットした後、NAG
アーゼ液(シグマ社製ヒト胎盤の酵素で、標準測定法、
Method in Enzymology28巻、
p、772−776、による活性値を0.50U/9,
100U/β、200U#2及び300 U/jll)
5種類に調製)100tLj2を添加、直ちに波長40
0nmの吸光度の経時変化をモニターした結果を第1図
に示す(図中の直線に付された数値の単位はU / 、
f2である。)。コントロールを補正した反応速度と酵
素量には正比例の関係が見られ、レートアッセイが正確
に行なわれたことが示される。酵素無添加時(コントロ
ール)における吸光度の経時変化は再現性が高(、j回
コントロールをとるだけで以後の測定を進めることが出
来る。
ゼ活性の測定方法」 (1)試薬の調製 3.4−DNG 1.2mMクエン酸
緩衝液(pH5,0) O,]、M(2)操作法 検体150μ℃に、37°Cで5分間加温した試薬3m
f2を加え反応させ、試薬ブランクを対照に単位時間あ
たりの400nmにおける吸光度変化を測定した。
直線性を示し、2−クロル−4ニトロフェニル−N−ア
セチル−β−Dグルコサミニド基質法との相関性も良好
であった。
通りである。
衝液(pH5,1) 40mM(2)操作法 検体20μ℃に、37℃で5分間加温した試薬200μ
℃を加えて反応させ、試薬ブランクを対照に単位時間あ
たりの400nmにおける吸光度変化を測定した。
直線性を示し、p−ニトロフェニルリン酸基質法との相
関性も良好であった。
巻末)の通りである。
製)j (a)3.4−DNG法(本願の方法)(1)使用試薬 試薬1:クエン酸緩衝液(pH5,0)0.1試薬2
: 3,4−DNG 6mMを含む0. 1Mクエン
酸緩衝液(pH5,0) (1丁)操作法 検体2ougと、試薬1 0.4mffを37°Cで5
分間加温した後、試薬20.1mffを加えて反応させ
、4. OOn mにおける吸光度変化を測定した。
デルグルコサミニド法 メイアッセイNAG−R■(三光純薬販売)を説明書に
従い使用した。
った。
3.7% 4.9%以上の測定結果によれば
、尿中NAGアーゼの正常値付近(数U / m℃)で
の測定精度に大きな差が表れ、基質溶解性の優れた本願
発明の方法の利点が示されいる。
2.4mMとなるようにO,1Mクエン酸緩衝液を調製
し、400nmにおける3、4DNPの増感効果を調べ
た。
づいてNAGアーゼを測定したところ、同様な良好な結
果を得た。
−β−CDについては、最終濃度24. m Mにて、
2倍以上の感度の上昇が示された。
あり、当業者であれば種々の応用が可能である。
、また防腐剤、安定化剤の添加、更には発色感度を高め
、相対的に試薬ブランク値を低減させ、また3、4−ジ
ニトロフェノールのpKa値を酸性側に移行させ、実行
S/N比を増大させる等の目的でシクロデキストリンま
たはその各種誘導体の添加等を適宜行なうことができる
。
を示す3,4−ジニトロフェノールをアグリコンとして
有する基質と、それらを用いて測定することで、各種の
酵素活性を精度よく測定することを主旨とするもので、
前記した応用も包含するものである。
素活性測定方法及び測定用試薬は、以上のように構成し
たから、N−アセチル−β−Dグルコサミニダーゼ、N
−アセチル−β−D−へキソサミニダーゼ、アルカリ性
もしくは酸性ホスファターゼ、β−D−ガラクトシダー
ゼ、またはβ−D−グルクロニダーゼ等のレート分析の
精度を格段に向」ニさせるという効果を有する。
Claims (7)
- (1)分子の末端に3,4−ジニトロフェノキシ基を有
することを特徴とする下記の(A)、(B)、(C)、
または(D)に記載する酵素活性測定用基質。 (A)N−アセチル−β−D−グルコサミニダーゼ、も
しくはN−アセチル−β−D− ヘキソサミニダーゼ (B)アルカリ性または酸性ホスファターゼ(C)β−
D−ガラクトシダーゼ (D)β−D−グルクロニダーゼ - (2)分子の末端に3,4−ジニトロフェノキシ基を有
する基質から生成する3,4−ジニトロフェノールの呈
色(吸光度)を測定することを特徴とする下記の(A)
、(B)、(C)、または(D)に記載する酵素活性測
定方法。 (A)N−アセチル−β−D−グルコサミニダーゼ、も
しくはN−アセチル−β−D− ヘキソサミニダーゼ (B)アルカリ性または酸性ホスファターゼ(C)β−
D−ガラクトシダーゼ (D)β−D−グルクロニダーゼ - (3)分子の末端に3,4−ジニトロフェノキシ基を有
する基質が、3,4−ジニトロフェニル−N−アセチル
−β−D−グルコサミニドもしくは3,4−ジニトロフ
ェニル−N−アセチル−β−D−ヘキソサミニド(N−
アセチル−β−D−グルコサミニダーゼもしくはN−ア
セチル−β−D−ヘキソサミニダーゼ活性測定用)、3
,4−ジニトロフェニルリン酸またはその塩(アルカリ
性または酸性ホスファターゼ活性測定用)、3,4−ジ
ニトロフェニル−β−D−グルクロニド(β−D−グル
クロニダーゼ活性測定用)、または3,4−ジニトロフ
ェニル−β−D−ガラクトシド(β−D−ガラクトシダ
ーゼ活性測定用)である特許請求の範囲第(2)項記載
の酵素活性測定方法。 - (4)測定系にシクロデキストリンを共存させる特許請
求の範囲第(2)項及び第(3)項記載の酵素活性測定
方法。 - (5)分子の末端に3,4−ジニトロフェノキシ基を有
する、下記の(A)、(B)、 (C)、または(D)に記載する酵素活性測定用基質を
含有することを特徴とする酵素活性測定用試薬。 (A)N−アセチル−β−D−グルコサミニダーゼ、も
しくはN−アセチル−β−D− ヘキソサミニダーゼ (B)アルカリ性または酸性ホスファターゼ(C)β−
D−ガラクトシダーゼ (D)β−D−グルクロニダーゼ - (6)分子の末端に3,4−ジニトロフェノキシ基を有
する基質が、3,4−ジニトロフェニル−N−アセチル
−β−D−グルコサミニドもしくは3,4−ジニトロフ
ェニル−N−アセチル−β−D−ヘキソサミニド(N−
アセチル−β−D−グルコサミニダーゼもしくはN−ア
セチル−β−D−ヘキソサミニダーゼ活性測定用)、3
,4−ジニトロフェニルリン酸またはその塩(アルカリ
性または酸性ホスファターゼ活性測定用)、3,4−ジ
ニトロフェニル−β−D−グルクロニド(β−D−グル
クロニダーゼ活性測定用)、または3,4−ジニトロフ
ェニル−β−D−ガラクトシド(β−D−ガラクトシダ
ーゼ活性測定用)である特許請求の範囲第(5)項記載
の酵素活性測定用試薬。 - (7)酵素活性測定用基質と共にシクロデキストリンを
含有する特許請求の範囲第(5)項及び第(6)項記載
の酵素活性測定用試薬。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3981490A JP2802662B2 (ja) | 1989-02-23 | 1990-02-22 | 酵素活性測定用基質とこれを用いる酵素活性測定方法及び測定用試薬 |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1-41597 | 1989-02-23 | ||
JP4159789 | 1989-02-23 | ||
JP3981490A JP2802662B2 (ja) | 1989-02-23 | 1990-02-22 | 酵素活性測定用基質とこれを用いる酵素活性測定方法及び測定用試薬 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0420297A true JPH0420297A (ja) | 1992-01-23 |
JP2802662B2 JP2802662B2 (ja) | 1998-09-24 |
Family
ID=26379219
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3981490A Expired - Lifetime JP2802662B2 (ja) | 1989-02-23 | 1990-02-22 | 酵素活性測定用基質とこれを用いる酵素活性測定方法及び測定用試薬 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2802662B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112557381A (zh) * | 2021-01-25 | 2021-03-26 | 河南省科学院生物研究所有限责任公司 | 一种用于α-半乳糖苷酶的检测测试条及其检测方法 |
-
1990
- 1990-02-22 JP JP3981490A patent/JP2802662B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN112557381A (zh) * | 2021-01-25 | 2021-03-26 | 河南省科学院生物研究所有限责任公司 | 一种用于α-半乳糖苷酶的检测测试条及其检测方法 |
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JP2802662B2 (ja) | 1998-09-24 |
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