JPH06315399A - α−アミラーゼ活性測定用試薬および測定方法 - Google Patents
α−アミラーゼ活性測定用試薬および測定方法Info
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Abstract
ピラノシル基を示し、他方は水素を示し、R3 はα−ア
ミラーゼによって切断されうる結合を介して還元末端グ
ルコースに結合し、該結合が切断されたとき、測定可能
な物質となる基を示し、nは0〜2の整数を示す。)で
表されるマルトオリゴ糖誘導体を含有し、追随酵素を含
有しないα−アミラーゼ活性測定用試薬、およびこの試
薬を用いるα−アミラーゼ活性測定方法。 【効果】 追随酵素が不要であって、基質が追随酵素に
よる酵素分解を受けないため安定であり、かつ基質とα
−アミラーゼの親和性が高い高感度のアミラーゼ活性測
定試薬および測定方法を提供することができる。
Description
活性測定用試薬およびα−アミラーゼ活性測定方法に関
する。さらに詳しくは非還元末端グルコースの4位ある
いは6位にβ−ガラクトピラノシル基を有するグルコー
ス数が2〜4個のマルトオリゴ糖誘導体を基質とし、追
随酵素を使用しないα−アミラーゼ活性測定用試薬、な
らびに当該試薬を用いるα−アミラーゼ活性測定方法に
関する。
るα−アミラーゼの活性を測定することにより各種疾患
の診断が行われている。このようなα−アミラーゼの活
性測定法には、例えば次のような方法がある。 (1)マルトオリゴ糖(マルトテトラオース、マルトペ
ンタオース、マルトヘキサオースなど)を基質とする方
法:この方法では、α−アミラーゼ含有試料に該マルト
オリゴ糖とα−グルコシダーゼ等の追随酵素とを作用さ
せて基質からグルコースを遊離させ、グルコースの量を
測定することにより、α−アミラーゼの活性値を知る。
生成したグルコースを測定する方法としては、グルコー
スオキシターゼ/パーオキシダーゼ/色素系を利用する
測定法、ヘキソキナーゼ/グルコース−6−ホスフェー
トデヒドロゲナーゼを利用する測定法またはヘキソキナ
ーゼ/ホスフォグルコムターゼ/グルコース−6−ホス
フェートデヒドロゲナーゼ/NADH系を利用する測定
法などがある。しかしながら、これらの方法ではα−グ
ルコシダーゼが僅かではあるが基質に作用し、ブランク
値が上昇するためα−グルコシダーゼと基質とを一液化
した試薬とすることが困難である。
ニル基、ナフチル基、またはそれらの誘導体をアグリコ
ンとして結合させた誘導体を基質とする方法:これらの
方法では、α−アミラーゼ含有試料に該マルトオリゴ糖
誘導体と必要に応じα−グルコシダーゼ等の追随酵素を
作用させて基質からアグリコンを遊離させ、遊離したア
グリコンの量を光学的に測定することにより、α−アミ
ラーゼの活性を測定することができる。このような測定
法としては、例えば基質としてp−ニトロフェニルマル
トペンタオシド、p−ニトロフェニルマルトヘキサオシ
ド、p−ニトロフェニルマルトヘプタオシド、2,4−
ジクロロフェニルマルトペンタオシド、2−クロロ−4
−ニトロフェニルマルトペンタオシドなどを用いる測定
法がある。しかしながら、これらの方法においてもα−
グルコシダーゼが僅かではあるが基質に作用し、ブラン
ク値が上昇するという欠点がある。また、上記(1)お
よび(2)の方法ではα−グルコシダーゼの基質分解作
用のため、α−グルコシダーゼと基質とを一液化するこ
とは、試薬としての安定性が損なわれるため好ましくな
い。さらに、いずれの場合も追随酵素が必要であるので
高コストとなってしまう欠点がある。
ニル基、ナフチル基、またはそれらの誘導体をアグリコ
ンとして結合させたマルトオリゴ糖誘導体の非還元性末
端のグルコースの4位および/または6位のヒドロキシ
ル基が何らかの手段で修飾された誘導体を基質とする方
法:これらの方法も、(2)と同じく、α−アミラーゼ
含有試料に該マルトオリゴ糖誘導体と必要に応じα−グ
ルコシダーゼ等の追随酵素を作用させて基質からアグリ
コンを遊離させ、遊離したアグリコンの量を光学的に測
定することにより、α−アミラーゼの活性を測定するも
のである。具体例としては、非還元性末端グルコースの
6位のヒドロキシル基がハロゲン、グルコピラノシル基
などで修飾されたタイプの基質(例えば、特開昭60−
237998号公報)、あるいは4位および6位のヒド
ロキシル基をアルキル基、アルコイル基またはフェニル
基で置換したタイプの基質(例えば、特開昭60−54
395号公報、特開昭1−157996号公報)あるい
は4位または6位のヒドロキシル基をβ−ガラクトピラ
ノシル基で置換したタイプの基質(特開平3−2645
96号公報)などがある。これらの方法においては、マ
ルトオリゴ糖の非還元性末端のグルコ−スのヒドロキシ
ル基が修飾されているため、上記(1)、(2)の方法
にみられるような、α−グルコシターゼが僅かではある
が基質に作用しブランク値が上昇する、という欠点は理
論上は回避されている。しかしながら実用上において
は、これらの基質を用いた場合でも、非還元末端が修飾
されていない不純物が若干含まれるために、多少のブラ
ンク値の上昇は避けられない。さらに、上記(3)の基
質を用いる方法も追随酵素が必要であり高コストになっ
てしまうという問題がある。
ルトトリオシドを基質とする方法(特開昭63−183
595号公報) この方法は、追随酵素を必要としないので低コストであ
り、ブランク値上昇も少ないが、感度が不良であるとい
う問題点がある。
−アミラーゼ活性測定基質の欠点および従来のα−アミ
ラーゼ活性測定試薬の欠点を解消しようとするものであ
り、その目的とするところは、追随酵素が不要であって
(すなわち低コストであり、また基質が追随酵素分解を
受けないため安定である)、かつα−アミラーゼに親和
性が高い高感度のα−アミラーゼ活性測定試薬を提供す
ることにある。また本発明の目的は、追随酵素が不要で
あり、かつ高感度のα−アミラーゼ活性測定方法を提供
することにある。
(I)
β−ガラクトピラノシル基を示し、他方は水素を示し、
R3 はα−アミラーゼによって切断されうる結合を介し
て還元末端グルコースに結合し、該結合が切断されたと
き、測定可能な物質となる基を示し、nは0〜2の整数
を示す。)で表されるマルトオリゴ糖誘導体を含有し、
追随酵素を含有しないα−アミラーゼ活性測定用試薬に
関する。また本発明は、(a) 一般式(I)
β−ガラクトピラノシル基を示し、他方は水素を示し、
R3 はα−アミラーゼによって切断されうる結合を介し
て還元末端グルコースに結合し、該結合が切断されたと
き、測定可能な物質となる基を示し、nは0〜2の整数
を示す。)で表されるマルトオリゴ糖誘導体を、追随酵
素の非存在下においてα−アミラーゼを含有する試料と
接触させて前記マルトオリゴ糖誘導体をα−アミラーゼ
と反応させ、(b) 遊離した測定可能な物質の量を測定す
ることよりなる試料中のα−アミラーゼ活性測定方法に
関する。
(I)の骨格となるマルトオリゴ糖は、2〜4個の糖か
ら形成される。具体的には、マルトース、マルトトリオ
ースおよびマルトテトラオースである。マルトオリゴ糖
の非還元性末端グルコースの修飾基であるガラクトピラ
ノシル基は、非還元性末端グルコースの4位または6位
の水酸基にβ型で結合している。従来、マルトオリゴ糖
の非還元性末端グルコースの修飾形態としては、非還元
性末端グルコースの6位のヒドロキシル基がグルコピラ
ノシル基で修飾されたタイプの基質、あるいは4位また
は6位のヒドロキシル基をアルキル基、アルコイル基ま
たはフェニル基で置換したタイプの基質などがあるが、
これらの修飾基は天然の基質にはない構造のものであ
り、アミラーゼとの親和性を考慮した場合、ガラクトピ
ラノシル基は前述の修飾基より優れている。
ミラーゼによって切断されうる結合を介して還元性末端
グルコースに結合し、該結合が切断されたとき、測定可
能な物質となる基R3 (以後アグリコンともいう)を有
している。R3 は還元性末端グルコースの1位水酸基に
グリコシド結合を介して結合しており、該グリコシド結
合はα型である。R3 で表される基としては、例えばp
−ニトロフェニル、o−ニトロフェニル、2−クロロ−
4−ニトロフェニル、2,4−ジクロロフェニルなどの
置換フェニル基、4−メチルウンベリフェリルなどの蛍
光性基などが挙げられる。α−アミラーゼの至適pHで
あるpH7付近における測定感度を考慮した場合、2−
クロロ−4−ニトロフェニルが優れている。
マルトオリゴ糖誘導体としては、具体的には、一般式
(II)
義であり、R4 は水素、またはハロゲン、炭素原子数1
〜6のアルキル基、−OR5 および−COOR5 (R5
は炭素原子数1〜6のアルキル基を示す)よりなる群か
ら選ばれた置換基を示す。)で表される化合物が挙げら
れる。本明細書においてハロゲンとはフッ素原子、塩素
原子、臭素原子またはヨウ素原子を示す。アルキル基は
直鎖状または分枝鎖状のいずれでもよく、例えばメチ
ル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブ
チル、第3級ブチル、ペンチル、ヘキシルなどが挙げら
れ、好ましくは炭素数1〜4である。
導体としては、さらに具体的には、2−クロロ−4−ニ
トロフェニル 4−O−β−D−ガラクトピラノシル−
α−マルトシド、p−ニトロフェニル 4−O−β−D
−ガラクトピラノシル−α−マルトシド、2−クロロ−
4−ニトロフェニル 4−O−β−D−ガラクトピラノ
シル−α−マルトトリオシド、p−ニトロフェニル 4
−O−β−D−ガラクトピラノシル−α−マルトトリオ
シド、2−クロロ−4−ニトロフェニル 4−O−β−
D−ガラクトピラノシル−α−マルトテトラオシド、p
−ニトロフェニル 4−O−β−D−ガラクトピラノシ
ル−α−マルトテトラオシドなどが挙げられる。好まし
くはグルコース数が2であるマルトオリゴ糖誘導体、特
に好ましくは2−クロロ−4−ニトロフェニル 4−O
−β−D−ガラクトピラノシル−α−マルトシドであ
る。
(I)は、特開平3−264596号公報に記載の方法
など種々の公知の方法で製造することができる。例え
ば、還元末端グルコースに2−クロロ−4−ニトロフェ
ノールを結合したマルトオリゴ糖誘導体 (III)
クトースをβ−ガラクトシダーゼ共存下に反応させてマ
ルトオリゴ糖誘導体 (III)の非還元性末端にβ−ガラク
トピラノシル基を導入することにより製造することがで
きる。
リオース、マルトテトラオースなどのマルトオリゴ糖お
よびラクトースを用いてβ−ガラクトシダーゼによりマ
ルトオリゴ糖の非還元性末端にβ−ガラクトピラノシル
基を導入して合成したガラクトピラノシルマルトオリゴ
糖に、塩基触媒(ピリジンもしくは酢酸ナトリウムな
ど)の存在下、無水酢酸中で室温あるいは加温してアセ
チル化し、ガラクトピラノシルマルトオリゴ糖保護体と
する。次いで無機溶媒の存在下、もしくは無溶媒下、ア
ルカリおよび無水酢酸およびフェノール類、例えば2−
クロロ−4−ニトロフェノールとともに加熱して還元性
末端をフェノール類により修飾し、最後にメタノール
中、触媒量のナトリウムメチラートによる公知の脱保護
反応により、目的であるガラクトピラノシルマルトオリ
ゴ糖誘導体を製造する方法がある。
は、上記マルトオリゴ糖誘導体(I)を基質として含有
し、追随酵素を含有しないことを特徴とする。本発明に
おいて追随酵素とは、非還元性末端からグルコシド結合
を加水分解するエキソグルコシダーゼのことであり、α
−グルコシダーゼ、β−グルコシダーゼ、グルコアミラ
ーゼなどがこれに含まれる。本発明のα−アミラーゼ活
性測定用試薬は、必要に応じてその他の添加剤を含有し
ていてもよい。添加剤としては界面活性剤、安定化剤、
防腐剤、キレート剤などが挙げられる。また本発明の測
定試薬は基質を溶解した緩衝液も包含してもよい。該緩
衝液としては、PIPES緩衝液等のグッド緩衝液をは
じめ、pH7.0付近に緩衝能を有する各種緩衝液が用
いられる。
(1) 前記マルトオリゴ糖誘導体(I)を、追随酵素の非
存在下においてα−アミラーゼを含有する試料と接触さ
せて前記マルトオリゴ糖誘導体とα−アミラーゼを反応
させ、(2) 遊離した測定可能な物質の量を測定すること
よりなる。
反応は、マルトオリゴ糖誘導体を基質とする従来のα−
アミラーゼ活性測定と同様の条件下で行えばよい。例え
ば反応温度25〜40℃、pH6〜8にて、約1〜20
分間反応を行う。
トオリゴ糖誘導体から遊離したアグリコンがそれ自体で
吸光度を示す化合物であれば、遊離後、吸光度測定を行
う。またアグリコンが蛍光物質である場合は、遊離後、
蛍光度測定を行う。アグリコンが2−クロロ−4−ニト
ロフェノールである場合は、400nm付近における吸
光度の変化を測定する。
使用する測定方法における基質分解の反応式を2−クロ
ロ−4−ニトロフェニル 4−O−β−D−ガラクトピ
ラノシル−α−マルトシドを基質とする場合を例にあげ
て説明する。以下の反応式に示すように追随酵素が不要
である。
当な手段により測定することによってα−アミラーゼの
活性を測定することができる。上記例では遊離する2−
クロロ−4−ニトロフェノールの吸収スペクトルを直接
測定する。2−クロロ−4−ニトロフェノールの測定方
法としては、α−アミラーゼの反応を連続的に追跡する
レート法および一定時間反応させた後、反応を止めて測
定するエンドポイント法のいずれもが使用されうる。
体液中のα−アミラーゼ活性測定に限らず、α−アミラ
ーゼ活性を測定することにより試料中のカルシウムイオ
ン、塩素イオンなどを測定する方法にも適用可能であ
る。
ルコシダーゼあるいはβ−グルコシダーゼあるいはグル
コアミラーゼなどの追随酵素が不要であり、また基質が
これらの追随酵素による酵素分解を受けないため安定で
ある。さらに基質とα−アミラーゼの親和性が高い高感
度のα−アミラーゼ活性測定試薬および測定方法であ
る。本発明で使用する基質は、非還元性末端修飾基がガ
ラクトピラノシル基であるため、澱粉やアミロースなど
のグルコース鎖を認識してその結合を切断するα−アミ
ラーゼの作用様式が純粋に反映されると考えられる。
するが、本発明がこれら実施例に限定されるものではな
いことはいうまでもない。 実施例 実施例として後記表1に記載したマルトオリゴ糖誘導体
を基質として用い、下記組成からなるα−アミラーゼ活
性測定試薬をそれぞれ調製した(実施例AおよびB)。 試薬組成: 50mMグッドバッファー(pH7.0) CaCl2 1mM 基質 2mM なお、比較例として後記表1に示した基質を用いて上記
と同様の試薬を調製した(比較例A−1、A−2および
比較例B−1、B−2)。
の血清1、2および3をそれぞれ0.25ml添加し、37℃
にて3分間放置したのち、415nmにおける吸光度の
変化を測定し、1分間当りの吸光度の変化を算出した。
その結果を表2に示した。なお、表2には試薬ブランク
の1分間当りの吸光度の変化も伴せて記載した。
−1の比較と、実施例Bと比較例B−1の比較から、β
−ガラクトピラノシル基がα−アミラーゼとの親和性に
優れ、非還元末端の修飾基として好ましいことがそれぞ
れわかる。また、実施例Aと比較例A−1、A−2との
比較および実施例Bと比較例B−1、B−2との比較か
ら、本発明の試薬の測定感度が高いことがそれぞれわか
る。
Claims (2)
- 【請求項1】 一般式(I) 【化1】 (式中、R1 およびR2 のいずれか一方はβ−ガラクト
ピラノシル基を示し、他方は水素を示し、R3 はα−ア
ミラーゼによって切断されうる結合を介して還元末端グ
ルコースに結合し、該結合が切断されたとき、測定可能
な物質となる基を示し、nは0〜2の整数を示す。)で
表されるマルトオリゴ糖誘導体を含有し、追随酵素を含
有しないα−アミラーゼ活性測定用試薬。 - 【請求項2】 (a) 一般式(I) 【化2】 (式中、R1 およびR2 のいずれか一方はβ−ガラクト
ピラノシル基を示し、他方は水素を示し、R3 はα−ア
ミラーゼによって切断されうる結合を介して還元末端グ
ルコースに結合し、該結合が切断されたとき、測定可能
な物質となる基を示し、nは0〜2の整数を示す。)で
表されるマルトオリゴ糖誘導体を、追随酵素の非存在下
においてα−アミラーゼを含有する試料と接触させて前
記マルトオリゴ糖誘導体をα−アミラーゼと反応させ、
(b) 遊離した測定可能な物質の量を測定することよりな
る試料中のα−アミラーゼ活性測定方法。
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1993
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