JPS5816699A - 体液クレアチンホスホキナ−ゼの改良測定法 - Google Patents

体液クレアチンホスホキナ−ゼの改良測定法

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JPS5816699A
JPS5816699A JP12224382A JP12224382A JPS5816699A JP S5816699 A JPS5816699 A JP S5816699A JP 12224382 A JP12224382 A JP 12224382A JP 12224382 A JP12224382 A JP 12224382A JP S5816699 A JPS5816699 A JP S5816699A
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JP
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adenosine
serum
opk
creatine
ratio
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JP12224382A
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ジエ−ムス・エ−・サンダ−ソン
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Dow Chemical Co
Original Assignee
Dow Chemical Co
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    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12QMEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
    • C12Q1/00Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
    • C12Q1/48Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving transferase
    • C12Q1/50Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving transferase involving creatine phosphokinase

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、タレアチンホスホキナーゼ測定の改良法及び
組成物に関する。
酵素クレアチンホスホキナーゼ(以下に0FICと略称
する)は、正常なヒト血清中に見い出され、クレアチン
燐酸からアデノシンニ燐!!(ム1)?)へ燐酸転移し
てアデノシン三燐! (ATP) トクL、アチンを生
成するのを触媒する。心筋梗塞症や肺臓梗塞症、脳梗塞
症、甲状腺機能減退症、肝臓障害、外傷又は障害による
骨格筋損傷、及び筋ジストロフィーのような人間の病気
や障害の診断には、血清のOPK濃度の分析が通常用い
られる。
クレアチンホスホキナーゼとアデニレートキナーゼ(A
K )の逆作用を用いるOPK検定法はオリバ:−(0
1iver ) XBiooh@+m、 :f、 61
巻116頁(1955年)によって開発された。のちに
この方法は、ロサルキ−(Rosallci ) 1.
T、 I、am、 011n、 Mo2.51巻696
頁(1967年)及びヘス(H@vrtr )等、Am
J、 01in、 Path 50巻89頁(1968
年)によって改良された。更にこの手順の変法により、
最終紫外線検出段階でニコチンアミドアデニンジヌクレ
オチド燐酸(NADP )の代りにニコチンアミドアデ
ニンジヌクレオチド(NAD )が使えるようになった
。オキナカ(0kinaka )等1.r、 Lal 
&!1(1011niaal M@1(lh 64巻2
99頁(1964年)を参照。
主反応は次のように要約できる。
■、 酸化された不活性OPK+還元されたチオール活
性化剤→還元された活性OPK+酸化されたチオール活
性化剤I1.  ADP+クレアチン燐酸μ2  AT
、+クレアチン1、  ATP+グヤ7−8 +二セ=
ム茸4゜1釉−8−6−澗嘩特開昭58− 16699
(2) 紫外線検出装置を使わずに済ませるため、上の反応■で
形成されるNADHを、NAD+に変換しそれに続いて
テトラゾリウム化合物の2−C’l’−インドフェニル
)−3−(P−こト、、、マ7エエル)−5−フェニル
テトラゾリウムクロライド(以下工NT)が還元してジ
アホラーゼによる酵素触媒を経て赤色ホルマザン染料工
NTHが形成される。アビガド(Avigad )及び
レビン(L@vin ) 、N、 gurop。
J、 !liochem、 1 @ 102頁(196
9年)を参照。この反応を次のように表わすことができ
る。
v、  wATJa + 工iry −!!−Z−!−
2二’) INTH+ Nムー反応I A/Vの連続を
オリバ・ロサルキ・ホルマザン法と以下で呼ぶことにす
る。血清、血漿、リンパ液等のような体液はこの方法を
使用し、活性化剤、−次基質、中間体基質、最終基質、
結合酵素、アデニレートキナーゼ抑制剤AMP 、緩衝
化合物及び安定剤を含有する予め暖めもどした凍結乾燥
基質に試験液を加□えることによって、OPK活性につ
いて検定される。試験液を一定期間(通常約10分)約
37℃で培養し、次に酸添加によって反応を止める。同
じく水を別の基質に加え、試薬の空試験を行なう0未知
試験血清の活性を測定するため、既知OPK活性をもつ
対照群血清を使用する。1現在使われているオリバー・
田すルキ・ホルマザン法には、四つの大きな欠点がある
0第一に、上記の反応Iでチオール活性化剤によるap
Kの活性化で、遅延時間がいろいろに変わる。この遅れ
は試薬ブランクバイアルをもち二重ビームを使用する複
雑な連続モニタリング比色測定設備を使用して追跡でき
るが、パッチ(回分)式分析で使われるような終点法を
使用する時は、この遅れが不利である。このため、もつ
と複雑でない比色設備を終点法分析に使う場合は、結果
のバラツキが現行使用の方法ではさけられない。第二に
、血清以外のOPK色原体産生に必要な全成分の存在の
ため、基質をもどした後、試薬ブランク吸光度が連続的
に増加する。第三に、血清の存在下で最終色原体重NT
I(の溶解度が変わるため、試薬ブランクバイアルの吸
光度と試験バイアルの吸光度間に差がある。この結果、
試薬ブランクは不適当になってし寸う。第四に、対照の
血清は不安定であり、多様な活性化時間を示すため、広
範囲の活性をもつOPK含有の市販血清に標識をつける
必要がある。
合幸国特許! 4,012,286号はオリバー・ロサ
ルキ・ホルマザン法の変法を記載しているが、これは次
の三つの重要な点で異なっている。(1)酵素触媒と色
原体産生の開始に先立って、血清0FICを予備活性化
する。(2) KITHへの血清O1積極的な溶解を排
除しつつ、色原体の溶解を助けるために、表面活性剤を
酵素基質へ添加した。(8)血清の不在下に展し7て色
原体の溶解が良い結果、対照の血清は中間反応生成物、
すなわち純粋な化学標準に置き代えられ、これはその後
に最終色原体へ転化される。
エフ・メイアチーエ(7,Msiattlni ) 、
ジー・シアニー ニ(G、 Giannini )及び
ビー・ターリ(p。
Tarli ) (01in、 Oh@m、 24巻4
98頁(1978年)、合衆国特許第4,220,71
4号〕で推せんされている一般的なOPK検定では、ム
MP 2 t Qモル/ z 、 ADP2ミリモル/
/、及び弗化ナトリウム6ミリモル/lを最適効果のた
め使用する。しかし、残留人!(アデニレートキナーゼ
)活性が著しい。メイアチ一二等は1ないし約10のA
T?/ADP比を明らかにしているが、lの比は干渉す
るAI酵素を最大限に抑制することがわかった。
メイアチーことは反対に、弗化物イオンの存在下に10
を絨え、好ましくは11〜60 (最も好ましくは15
〜25)のATP/ADP比は、ノイ!イア−(N*u
m*ir )等、01in、 Oh@m、 Aota 
73巻445頁(1976年)及びゲルハl/L/ )
 (G@rhar4t )等、011m、 (Them
、 Aata 7f3巻29頁(1977年)に記載の
抑制抗体方法と、伝統的なオリバー・ロサルキ・ホルマ
ザン検定反応順序又は合衆国特許第4,012゜286
号のテトラゾリウムと結合させた改良法とを利用して、
OPK −MBイソ酵素に対する診断検定系に使用する
と、AI抑制用のすぐれた組成物をもたらすことがわか
った。この改良された抑制では、先行技術の方法で必要
とされる血清ブランクが要らなくなり、0PK−1回転
率のわずかな妥協的減少で済む。
ノイマイアー及びゲルハルトの方法では、血清(+)’
 MB IQPKイソ酵素活性の洩留% B Iサブユ
ニット活性は、主要な血清QPKイソ酵素二量体韮及び
助のMサブユニットに対する抑制抗体で血清試料を処置
後、変更オリバー・ロサルキ法と組合わせた紫外線分光
光度分析によって測定される。
−次基質クレアチン燐酸(op)を除く全部のOPK活
性検定成分を含有する反応混合物中で免疫抑制が行なわ
れる。この培養期にM−OKサブユニットとのM抗体の
複合化が起るばかりでなく、01”K検定混合物中のス
ルフヒドリル還元物で活性化された血清アデニレートキ
ナーゼが、混合物中ニ存在すル他方の一次。PK基質で
あるアデノシン二jII酸(ADP )と不均化してア
デノシン−##(謄)とアデノシン三燐酸(ムTP)を
形成する干渉反応奢触媒してもいる。opに触媒の同一
生成物であるATP Gf 、ellいて還元形ニコチ
ンアミドアデニンジヌクレオチド(IAI)H)の最終
生成物産生と共役する。
ム!(アデニル酸キナーゼ)の干渉は、遷移状態の錯体
状化合物ジアデノシン五燐酸(DAPP )を使用して
最小限に抑えられる。しかし、赤血球中に高濃度で見い
出され、従って普通に見られる溶血血清試料中に見い出
されるAKの抑制が不十分だと免疫抑制が起きたあとで
、血清ブランク(すなわちOFを除いた検定)をモニタ
ーしなければならない。続いてOF添加後、OPK −
Bによる触媒をモニターする。
かつては、検定に先立ち血清成分の分離を行なう古典的
な電気泳動法やイオン交換法でのOPKイソ酵素の測定
においては、AMの干渉は問題ではなかった。活性度染
色又は溶出液分析に先立って、AKを当該イソ酵素から
物理的に分離した。抑制抗体の使用に伴い、時間のかか
るOPKイソ酵素の分離は回避されるが、特に血清ブラ
ンク分析用に設計されていない多くの自動臨床機器へ応
用するためには、Air干渉についての改良の必要は極
めて重要なことである。
本明細書に記載された改良は、AMP/ADP比を利用
するものであり、慣用のOPK検定に使われるものとは
根本的に違い、全体として次の点を付与するため弗化物
を追加包含させている。
(1)アデニレートキナーゼ干渉の抑制が劇的に改曽さ
れたこと。
(2)低水早入DPに於けるAMPによる強化された競
争的抑制のため、測定された0PK−B活性にわずかな
妥協的な減少があること。
第1表は、精製されたヒト赤血球アデニレートキナーゼ
の抑制における高いA%P/ADP此の利用を示シテイ
ル。alaK活性はオリバー・o サA/ キCPK検
定の全必要成分を含有する試薬系で測定される。系は次
の3成分すなわちAMP 、 ADP及び弗化ナトリウ
ムの関数として変化する。データの数値は、ADP 1
.43〜5.72ミリモル/eの範囲とAMP2.9〜
29.2ミリモh/zの範囲士Na1F 6 Zす%A
l/1を包含している。第1表に見てとれるように、パ
の抑制程度又は逆に残留AK活性を支配する優勢なパラ
メータはAMP/ADP比である。
不活性OPKの予備活性化は、酵素触媒作用と色原体産
生り開始に先立って、グルタチオン、ジチオスレイトー
ル、N−アセチルシスティン又はシスティンなどの還元
されたチオール活性化剤によって達成される←Fの反応
I)。体液中に存在するOPK、M部を活性化するには
十分な千オj、−ル活性化剤がなければならない。従っ
て、存在する全オの全体の活性化を確実に行なうために
は、チオール活性化剤の過剰量が一般に使われる。チオ
ール活性化剤のopx活性化量は、OPKの既知濃度を
もつ試料を使用する時に種々量の添加活性化剤でつくら
れる色の強度を測定する簡単な便法によって決定できる
。予備活性化は血清OPKの多様な活性化時間から生ず
る不正確さを排除する。なぜならばOPKは一次基質A
DPと接触する前に十分に活性化しているためである。
これが、いったん酵素反応が始まると、色原体生産を線
形化することがわかった。
非血清OPKクロモゲン産生をもたらす副反応は、最終
中間基質重IT及びADPの不存在下における区の予備
活性化によっても最少限に抑えられる。色原体に影1し
不正確な結果を生じうる三つの副反応は次のものである
。(a) NADHによってではなくてチオール活性化
剤による工NTの還元、(b)結合酵素グルツース−6
−燐酸デヒドロゲナーゼ及びヘキソキナーゼ中の汚染物
質として存在するOPKによる“ADpの触媒作用、及
び(Q)アデニレートキナーゼの抑制剤AMPが上の伽
)の結合酵素中に見い出されるアデニレートキナーゼの
干渉を完全には除去しないという事実。予備活性イヒ混
合物がらADP及び工ITを排除することによって、c
PK酵素反応の開始に先立ってこれらの副反応が起きな
くなる。
従って改良されたオリバー・ロサルキ・ホルYザン法は
、この方法を実権するに当たって独特の順序の段階を取
り入れている。要約すると、これらの段階は次のとおり
である。
1、予備活性化段階−チオール活性化剤、好ましくはグ
ルタチオン、−次基質、中間体基質、結合酵素、緩衝化
合物麦び安定化剤を含有する部分的基質に試料を混合す
る。しかし、この部分的基質からは、−次基質ADPと
最終基質IN’rが欠けている。抑制剤AMPとアルカ
リ金属弗化物、例えば弗化カリウム又は好ましくは弗化
ナトリウムのような弗化物を後から添加してもよいが、
好ましくは予備活性化段階でこれを加える。5ミリモル
/jないし8ミリモル//゛、好ましくは約6ミリモル
力の弗化物イオンを利用すると、オリバー・ロサルキ結
果検定に必要な共因子であるマグネシウムイオンを沈殿
させずに、非競合的なAK抑制が達成される。予備活性
化混合物を培養するが、典型的には水浴又は加熱ブロッ
ク中で約25@ないし約40℃、好ましくは30″ない
し37℃の温度で、CIPKを最適活性化するのに十分
な時間ガ、一般的には約3〜5分間培養する。予備活性
化段階用材料の調製においては、二つの別個の組成物を
使用するのが好ましい。すなわち活性剤、クレアチン燐
酸、NAD、クルコース、ヘキソキナーゼ、グルコース
−6−燐酸デヒドロゲナーゼ、及びジアホラーゼを含有
する第一の凍結乾燥した部分的基質組成物と、弗化物、
6と7の間のpHをもつ緩衝液及び表面活性剤を含有す
る第二の戻すための試薬とである。そのほか、OPKイ
ソ酵素二量体MM及びMBのMサブユニットの寄与を検
定から排除したい時は、凍結乾燥した部分的基質が抗−
OPK −M抑制抗体を含有しうる。OPK検定におい
てMサブユニットの寄与を排除することは、心筋梗塞の
診断に特に価値がある。このように部分的基質用の成分
が二つの別個の組成物としてつくられる時は、このよう
な両綱成物は使用に先立って長期間安定である。別個の
組成物を混合すると、予備活性化段階ニ使われる戻され
た部分的基質が得られる。
2、酵素鉄媒作用段階−−次基質ADP 、工NTのよ
うなテトラゾリウム塩染料、及び抑制剤AMPを含有す
る出発試薬を培養した予備活性化混合物と混合する。
3、停止試薬の添加−改良法の−っの大きな利点は、臨
床等級の比色計でapx活性を正確に測定できることで
ある。通常このためには、妥当な色原体の発現を可能と
するのに十分な時間の後、酸、例えば#1酸(H(:j
! ’)の添加によって色原体産生反応を停止させる必
要がある。満足な色原体発現を生じさせるのに25分か
かることがわかった◇上の反応は一般に6と7の間のp
Hが行なわれ、6.3ないし7.5のpHが好ましい。
本発明の改良されたOPK検定手順によって検定できる
体液は血清、血漿、脳を髄液(9i9F) 、IJンパ
液、及び組織ホモゲネートを包含する。本発明方法で検
定すべき種々の体液は、人間の給源からのものであるが
、動物の体液を検定する時も一般的OPK検定は有用で
ある。好ましし1体液番ま人の血清である。
上の好ましい組成物は以下のとおりである。
実施例1 予備活性化試薬(戻したもの*)グルタチオ
ン活性化剤          5ミリモル/eクレア
チン燐l!(酵母から)        34.5 ミ
1】モル/jグルフース           12ミ
IJモル/1ヘキソキナーゼ(酵母から)5.5単位/
試験ジアホラーゼ(クロストリジューム・クルイベリか
ら’)  3 Ja位/試験酢酸マグネシウム    
         14.4  ミ1Jモル/13−(
N−モルホリノ)プロパンスルホンwaM!82.18
  ミリモル/1表面活性剤(エマルフォアIIL 6
20)    0.025%ル〜エコチンア之ドアデニ
ンジヌクレオチド     277 ミリモル/l(酵
母から) 。
抗OPK−M抑制抗体(ヤギ血清から)<2ooO単位
//M&1                    
 6  ミ1)モル/l*)上の調製剤は戻した状態の
組成物を表わす・凍結乾燥組成物の好ましい態様におい
ては、スルホン酸緩衝液、表面活性剤及び弗化ナトリウ
ムが欠けており、戻す間に後から加えられる。
*怖例2 出発試薬 アデノシン−5L−二燐酸(w#母から)      
8.6  ミリモル/lアデノシン−5′−−燐酸(酵
母から)1754リモル/を実施例3 改良オリバー・ロサルキ・ホルマザン法の好ましい態様
は、次のように実施される。
a)実施例1の予備活性化試薬各1.04を患者用、ブ
ランク及び標準用と適切にマークを付した空のバイアル
3本に移す。
b)バイアルを37℃で約10分培養する。
C)患者バイアルに患者自涜0.10m、ブランクバイ
アルに蒸留水0.lO−を混合する。
d)バイアル3本命部を出発試薬(上の実施例2)約0
.66−と−緒に、別個の容ご中で37℃の熱源で約3
〜5分培養する。
e)予め暖めた出発試薬α2mを3本のバイアル全部に
混合し、培養を続ける。
f)化学標準(グルコース−6−燐酸2ミリモル/ t
 ) o、to wtを標準バイアルに加える。
g)出発試薬の添加後25分に、停止試薬(α6襲WΔ
エマルフオアIIL 620を含有する塩酸40ミリモ
ル//)4.0−を各バイアルに加える。
h)比色計又は50011!11に設定した分光光度計
を使用して、材料を分析する。比色計の指示装置は予め
蒸留、水用に対しゼロ吸光度を読取るよう設定しておく
。バイアル3本のそれぞれの吸光度を比色計で読取って
記録する。
酵素濃度の好ましい表わし方は!当りの国際単位である
( U// )。1国際車位は、標準条件下に1分間に
1マイクロモルの基質を転イヒする酵素量である。従っ
て、患者サンプル中のOPK濃度G1次式を用いて計算
できる。
グルコース−6燐酸を使用する化学標準液&マ、上の手
順の標準として満足できること力(わかった。
従って、上式でVlの値はU//の標準液濃度として使
われる。
実施例4 響を例示している。実施例1及び2の試薬Gよ、表にあ
げたAMP及びAD?濃度で、6I!1モル/lの弗化
ナトリウムを加えて、又は加えずに使用された。
第  1  表 OPK −UV検定におけるAMP 5ADP及びNa
1Fの関数としての精製ヒト赤血球アデニレートキナー
ゼの抑制 =y、tz   29.2   5.1    62 
  13実施例5 第2表は、改良CPK−B紫外線検定組成物による血清
ブランクの最少化を例示している。ヒト血清試料(心臓
手術を受ける患者から採血するため多くは溶血性)は地
方のコロナリー・ケア・ユニットから得られた。採血1
.後冷蔵した試料を3日以内に検定した。これに用いた
UV試験はノイマイアー等及びゲルハルト等の方法(先
行技術)にならったもので、AMP/ADP比が25で
弗化物イオンが欠けている点で、本検定組成物とは本質
的に異なっている。この両方の「先行技術」の組成物と
、すぐれたAK抑制組成物(実施例1と2)を含有する
本発明の検定組成物をクレアチン叔燐酸なしに調製した
予想のごとく先行技術の検定システムでは、溶血性血清
は、赤血球AKによる非溶血性血清より大きな血清ブラ
ンクを示した。しかし、本システムのすぐれたAK抑制
組成物の場合、あるとしてもごくわずかの血清ブランク
しか示さなかった。
心筋の損傷を示す37℃で8 U//より大きいB活性
値では、先行技術の血清ブランクは定常的な測定を必要
とするほど、かなり大きい。これに対し本システムでは
、そうした測定は不要である。
第  2  表 UT/ 0PK−B試薬の関数としての血清てランク測
定1’      7.0      0.62   
        &4           0.13
         &8           α64
         5.5           α4
5         4、6           0
.46         19           
 α47          a2         
  0.38          2.8      
     0.49         6.5    
       0.710         3.6 
           LOll          
6.5           0.512      
&9      0.613          &6
           0.114     3.4 
     0.115          7.2  
         0.316     17    
  0 17     40      0.218     
     4.6           −0.719
          3.6          −0
゜120          6、2        
   0.321           ao    
        0.322        41.6
           1.223         
5.2          0.424       
  1.9           0.631’   
    18.2        0.732    
      &4          0.533  
       5.4          0.634
         4、5          0.8
35        5.4          03
6         3.4          0.
237         3.0          
0.238         4.7        
  0.539        4.1       
   0.540         4.1     
      α541        48     
     α342        4.1     
     0.443        3.7    
     0.644        5.0    
      0.445         4.0  
        0.446         3.5
          0.847         4
.1          0.748        
42          α949         
7.7           α450       
   &7          0.251     
     3.9           0.452 
         4.9           0.
553         2に8          
 0.31)コ田ナリー・ケア・ユニットからの血清試
料。
2)クレアチン燐酸を含まない先行技術の検定システム
3)クレアチン燐酸を含まない本検定システム(実施例
3)。
4)溶血試料。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、 アデノシン−5′−二燐酸を媒介とするクレアチ
    ン燐酸のクレアチンへの転化を利用して行なう体液中の
    クレアチンキナーゼ活性を測定する方法において、15
    ないし25のアデノシン−ぎ−−jl!/アデノシンー
    ダ一二mmの比を利用することからなる改、良法。 2 アデノシン−5′−一燐酸/アデノシンー5′−二
    燐瞭の比が約20である、特許請求の範1t!!*1項
    の方法。 1 体液が人間の血清である、特許請求の範囲第1項の
    方法。 未 弗化物イオンが存在している、特許請求の範囲第1
    項の方法。 5、  ’Pt−1に活性化剤、クレアチン燐酸、ヘキ
    ソキナーゼ、グルコース−6−燐酸デヒドロゲナーゼ、
    グルコース、ニコチンアミドアデニン・ジヌクレオチド
    、ジアホラーゼ、及び弗化物イオンを有する第二の予備
    活性化組成物と、予トラゾリウム塩染料及び15ないし
    25の比の7デノシンー5′−一燐11/アデノシンー
    5′−二燐酸を有する第二の組成物とからなるクレアチ
    ンホスホキナーゼ測定用キット。 6・ アデノシン−ぎ−一燐酸/アデノシンー5′−二
    燐巌の比が約20である、特許請求の範囲第5項のキッ
    ト。
JP12224382A 1981-07-17 1982-07-15 体液クレアチンホスホキナ−ゼの改良測定法 Pending JPS5816699A (ja)

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