JPS5841836B2 - 可溶性肝臓ウリカ−ゼ、その製法及び尿酸の測定法 - Google Patents

可溶性肝臓ウリカ−ゼ、その製法及び尿酸の測定法

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JPS5841836B2
JPS5841836B2 JP57117076A JP11707682A JPS5841836B2 JP S5841836 B2 JPS5841836 B2 JP S5841836B2 JP 57117076 A JP57117076 A JP 57117076A JP 11707682 A JP11707682 A JP 11707682A JP S5841836 B2 JPS5841836 B2 JP S5841836B2
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、低いpH値でも可溶性の肝臓ウリカーゼ、そ
の製法及び尿酸の測定にそれを使用することに関する。
ウリカーゼは、広く動物界に分布し、殊に動物の肝臓中
に存在する酵素であり、これは、酸素の存在下に、次の
反応式に示すように尿酸を酸化してアラントイン、H2
O2及びCO2を形成する反応に触媒作用をする: 前記反応に基づき、肝臓ウリカーゼは、反応生成物殊に
H2O2をそのために慣用の方法で測定することによる
尿酸の測定のために好適であるはずである。
しかしながら、肝臓ウリカーゼの重大な1つの欠点は、
この酵素は比較的高いpH値、通例9〜11においての
み可溶性であることである。
従って、肝臓ウリカーゼにより触媒作用をうけた反応を
、例えば生じたH20□の酵素による測定のために必要
であるような他の反応と連結することは困難である。
それというのも、そのためには一般にほぼ中性のpH値
が必要であるからである。
中性pH値でも充分に可溶性であるウリカーゼも公知で
あるが、これらは、微生物例えばカンジダ・ウチリ、;
z、 (Candida utilis )又はアスペ
ルギルス・フラツフ(Asporgillus fla
vus )から得られるはずであり、従ってその分析の
目的の使用性を制限する程度に著しく高価である。
このことは、ヨーロッパ特許出願公告第0012446
号明細書から公知のストレストマイセスからの酸性ウリ
カーゼにもあてはまる。
従って、本発明は、肝臓例えば豚肝臓から9より高いp
H値で溶出させることのできる入手容易な酵素を、前記
欠点を除き、この酵素を中性又は酸性の媒体中でも使用
することができるように変えることを課題としている。
この課題は、本発明により、担体物質としての水溶性の
多糖類、ポリ酸無水物、ポリビニルピロリドン又は酸無
水物に共有結合していて、なお6より低いpH値でも可
溶である肝臓ウリカーゼにより解決される。
本発明は、意外にも、前記種類の水溶性物質に結合され
た肝臓ウリカーゼは、その他のその特性をあまり変える
ことなしに、中性pH値においてだけでなく、酸性領域
でも極めて可溶性である事実に基づいている。
従って、本発明による調製物は、1〜11のpH−値で
の溶解性に関して優れている。
更に、本発明により変性された酵素は、pH5,0まで
で、可溶性であるだけでなく、活性でもあり、例えばp
H7,0では、pH9,5の最適pH値で測定した活性
の約40%をも有する。
従ってこれは、中性媒体中での尿酸の測定のためにも極
めて好適である。
天然の肝臓ウリカーゼは、一般に、9.5より高いpH
値ではじめて溶解し、9.0より低いpH値では溶液か
ら再び沈殿する。
しかしながら、本発明により変性された形では、pH1
までもその溶解性が残存する。
本発明による肝臓ウリカーゼは、その特性に基づき、す
べての公知のウリカーゼとは容易に区別することができ
る。
更に、本発明により変性された肝臓ウリカーゼは、その
免疫学的特性は不変のまま保持し、従って担体結合した
形でも、免疫学的には肝臓ウリカーゼとして認められ、
他の起源のウリカーゼとは区別することができる。
酵素の特性を担体固定により変えることができることは
公知である。
例えば、活性の変化、最適pH値の移動、ミカエリス定
数、特異活性及び酵素の安定性の変化は文献に記載され
ている。
しかしながら可溶性担体への結合により1酵素の溶解特
性を、本発明の生成物におけるように著しく変えること
ができることは公知ではなかった。
工でチーム(Enzyme ) 26巻(1981年)
49〜53頁の記載から、酵母ウリカーゼ(Candi
dautilisからの)をポリエチレングリコールに
結合し、この際に、その免疫学的特性に関して検査した
可溶性生成物が得られたことは公知である。
この場合、溶解性の変化は報告されていない。
可溶性担体物質としては、本発明の範囲では多糖類が優
れている。
特に水溶性デキストランが優れている。
しかしながら、他の可溶性の多糖類例えば殊に可溶性デ
ンプン、糖又は合成糖ポリマーを用いても良好な結果が
得られた。
糖類としてはサツカライド、例えばサッカロースが特に
好適であることが立証された。
単糖類及び三糖類と例えばエビハロゲンヒドリンとの反
応により得られるような高分子量のポリマーも好適であ
ることが立証され、本発明の範囲での多糖類の中に入る
しかしながら、好適な担体物質は、多糖類のみに限られ
るものではなく、酸無水物、ポリ酸無水物又はポリビニ
ルピロリドンも好適である。
好適な酸無水物の例は無水コハク酸であり、ポリ酸無水
物の例は、メチルビニルエーテルと無水マレイン酸との
コポリマーである。
スクシンイミド誘導体も好適であると立証された。
ミカエリス定数KM及び最大速度■maxは、本発明に
より変性された酵素では、天然の肝臓ウリカーゼに比べ
ていくらか変えられている。
この変化は、ある程度、担体物質の分子量に依り決まる
ことは明らかである。
この場合KM−値はまったく影響されず、■rnaXは
担体の分子量に反比例して小さくなる。
殊に高分子量の担体物質例えばデンプン及びデキストラ
ンでは、最低10000分子量が存在すべきである。
本発明により変性された肝臓ウリカーゼの分子量は、担
体物質の分子量に依り決まる。
例えばデキストランTIOで変性された酵素に対しては
、180000〜200000ダルトンの分子量が測定
され、デキストランT40では、350000〜500
000ダルトンの分子量が存在した。
この分子量測定はクエン酸塩緩衝液(pH5,8)中で
のゲルクロマトグラフィにより実施した。
天然の肝臓ウリカーゼの分子量は、この条件下では、酵
素の不溶解性に基づき測定できない。
ミカエリス定数KM及び最大速度■maXを天然゛のウ
リカーゼ及び酵素用担体物質としての前記の2種のデキ
ストランに関して測定した。
結果は次のとおりであった: 本発明により変性された肝臓ウリカーゼは、硫酸アンモ
ニウムでもはや沈殿可能ではないが、アセトンでは良好
に沈殿する。
アセトン沈殿は、活性の保持下に可逆的である。
従って、これは、殊に本発明の酵素の単離のためにも好
適である。
高温度(60℃)でのこの酵素の温度安定性は、天然酵
素におけるよりも著しく良好である。
後者はこの温度で200分後に当初活性の5%のみを有
するが、本発明による酵素の活性は、同じ時点でなお8
2%であった。
60℃で240分の後には、天然酵素は不活性であり、
本発明による酵素は当初活性のなお79%を有する。
本発明による酵素の製造は、公知方法で行なう。
即ち水溶液中のウリカーゼに、水溶液中でNH2基と反
応する基少なくとも1個を有する溶けた担体物質を、9
〜1■OpH値で反応させる。
ブロムシアン又は塩化シアヌルで活性化されたOH−基
を有する担体物質を用いで特に良好な結果が得られた。
このカップリングは、0℃〜室温の温度範囲で行なうの
が有利であるが、それより高い温度も低い温度も使用で
きる。
10.0〜11、OのpH値でこのカンプリングを行な
うのが有利である。
しかしながら、当業者に公知の他の酵素固定法を使用す
ることもできる。
できるだけ高い活性収率を得るために、酵素対担体分子
のモル比を、酵素のNH2−基の比較的小部分のみが変
性されるように選択するのが有利であると立証された。
このことは、殊に、低分子量の担体物質の場合にあては
まる。
その都度の好適な量比は、種々の担体量を用いる予備実
験で、その都度の所望活性収率に応じて容易に決定する
ことができる。
カップリング反応の終結後に、本発明による酵素は、例
えばアセトンの添加により沈殿させかつ単離させること
ができる。
しかしながら、得られた溶液を有利に透析により予め精
製した後に凍結乾燥させるのが有利である。
この凍結乾燥時に、酵素の凍結乾燥時に通例使用される
ような安定剤を添加するのが有利である。
特に、凍結乾燥用の安定化性添加物として、サッカロー
ス及びマンニットが好適であることが立証され、これら
は単独で又は混合して使用することができる。
本発明による酵素調製物は、前記のように、尿酸の測定
のために極めて好適である。
このために好適な本発明による試薬は、本発明による可
溶性肝臓ウリカーゼ、緩衝液、H2O2、アラントイン
又はCO2の測定用の系より戒る。
存在する尿酸量の尺度として、例えば酸素電極を用いる
酸素吸収を測定することも可能である。
次に実施例につき本発明を説明する。
例1 (a) 酵素の予備調製 ウリカーゼ(BM150746.30〜50U/ml、
9〜10U/歪白質7iQ) 5 fヲ、4℃で、炭酸
ナトリウム/重炭酸ナトリウム−緩衝液(0,1M、
pH10,2) 4 X 21に対して透析させる。
この際に、澄明な酵素溶液が得られる。
(b) デキストランの活性化 ロート社(Firma Roth、 Karlsruh
e )製の可溶性デキストラン(平均分子量10000
、20000.40000及び50000)を、pH1
0,6でブロムシアン(Merck社製)で活性化する
このために、デキストラン301を水31中に溶かし、
2N苛性ソーダで、pH10,6まで調節する。
攪拌下に、フロムシアン合計9〜15グを31宛40分
かかつてこのバッチに加える。
この場合、pH値を、自動滴定装置を用いて2〜5N苛
性ソーダの添加によりpH10,6に保持する。
活性化反応は、もはや苛性ソーダを消費しなくなる際、
(この場合約1.5〜2時間後)に、終了する。
澄明溶液が得られるから、このpH値を2N塩酸でpH
10,0に調節する。
このように活性化したデキストランを2時間かかつて、
20℃で水に対して充分透析させる。
(c)ウリカーゼの結合 予備調製した酵素溶液(a)を激しい攪拌下に活性化さ
れたデキストラン溶液(b)と−緒にする。
全量3.1〜3.27.pH10,1〜10.3o4℃
又は室温で16時間かるく攪拌する。
この時間の後に、使用した活性の約80%がなお存在し
た。
バッチは澄明である。(d) 変性されたウリカーゼ
の精製 変性されたウリカーゼを引続き0.04Mクエン酸ナト
リウム緩衝液(pH!5.s、アジ化ナトリウム0.0
1%含有)に対して透析させる。
時間は約3時間。
引続き、この溶液にサッカロース30P及びマンニラ)
45Pを加え、濾過して澄明にする。
次いで溶液を凍結乾燥させる。使用した活性の75%が
凍結乾燥物中に存在する。
例2〜12 条件及び担体物質を代えて、例1の方法を繰り返した。
条件及び結果を次表に示す。例13 グリセリン中のウリカーゼ5 ml (A、酵素蛋白質
235■)を水457711中に入れ、水浴中で、15
分の間隔で固体の無水コハク酸2×25■を添加する。
滴定装置を用いて0.5NaOHの添加により、NaO
Hがもはや消費されなくなるまでpH値を9.8で一定
に保持する長欠に、バッチを水で2501rLlまで稀
釈し、更に無水コハク酸27■を添加し、pH9,8で
前記のように反応停止するまで充分滴定する。
活性はなお44%である。酵素蛋白質対無水コハク酸の
比は3:1である。
このバッチを引続き1Mクエン酸でpH5,5まで調節
する。
澄明のままである。引続き、0.04Mクエン酸ナトリ
ウム(pH5,5、Na−アジド0.01%含有)に対
して透析させる。
生じるわずかな濁りを遠心分離除去する。活性:33%
サッカロース1.2 P及びマンニラ) 1.8 fの
添加の後に凍結乾燥。
凍結乾燥物:収量3.71、特異活性0.178U/■
:活性ロスなし。
安定性:3週間+4℃−当初活性の100%〃 +35
℃−〃 55% 例14 グリセリン中のウリカーゼ1rrLl(Δ酵素蛋白質2
0In9)を水24m1中に加え、水浴中で、攪拌下に
、ガントレツ(GANTREZ)ANl 79 (メチ
ルビニルエーテルと無水マレイン酸とからのコポリマー
)25即を加える。
pH値を滴定装置を用いて0.lNNaOHを9.8に
保持し、次イテ、水25m1をもう1度加える。
反応停止後に1Mクエン酸でpHを5,8まで調節する
バッチは澄明のままである。当初活性の60%がなお存
在する。
安定性:溶液中の活性は、16時間後に当初値の33%
まで低下し存2日後に17%まで、かつ4日後に12%
まで低下する。
例15 ガントレッAN179 6■のみを用いて例14に記載
の方法を繰り返す。
pHを5.8に戻した後16時間後に、当初活性の48
%、3日後になお38%が存在する。
16時間後に濁りが認められる。
例16 デキストランT40 6?を水40m1中に溶かし、水
浴中で±0℃に冷却する。
次に、塩化シアヌル(2・4・6−ドリクロルーl・3
・5−トリアジン)600■を低温冷却したジメチルホ
ルムアミド10m1中に溶かし、バッチに加える。
0.5N NaOHの添加によりpH値を0.5に調
節し、保持する。
反応終了後(もはやpH変化しない)に、この活性化さ
れたデキストランを、低温冷却したアセ1762倍過剰
量で3回再沈殿させることにより精製する。
アセトン沈殿物をそれぞれ氷水で溶かす。この精製した
このデキストランは、溶液としても又は凍結乾燥物とし
ても、蛋白質固定のために使用することができる。
ウリカーゼの固定のために、0.025MNaHCO3
/Na2co3−緩衝液(pH10,2)中の酵素蛋白
質11(透析物として)及び活性化されたデキストラン
(水溶液)を−緒にし、水を充填して30011Llと
する。
引続き、攪拌下に室温で16時間インキュベートする。
固定及び凍結乾燥の制御: バッチを1Mクエン酸でpH5,5〜5.8に調節し、
室温で3時間放置する。
この場合、乳白光及び濁りは現われてならない。
固定された酵素を含有する澄明溶液を、サッカロース6
?及びマンニット9グの添加の後に、pH9,0に調節
し、カルバミン酸アンモニウム750即を加え、かつ凍
結乾燥させる。
活性収率は、使用した活性に対して75〜80%である
35℃で3週間貯蔵の後に、活性は約30%だけ低下し
た。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 担体物質としての水溶性の多糖類、ポリ酸無水物、
    ポリビニルピロリドン又は酸無水物に共有結合していて
    、なお6より低いpH値で可溶性であることを特徴とす
    る、可溶性肝臓ウリカーゼ。 21〜11のpH値で可溶性である、特許請求の範囲第
    1項記載の肝臓ウリカーゼ。 3 可溶性多糖類はデキストランである、特許請求の範
    囲第1項記載の肝臓ウリカーゼ。 4E’l溶性多糖類は、可溶性デンプン、糖又は合成糖
    ポリマーである、特許請求の範囲第1項記載の肝臓ウリ
    カーゼ。 5 担体物質としての水溶性の多糖類、ポリ酸無水物、
    ポリビニルピロリドン又は酸無水物に共有結合していて
    、なお6より低いpH値で可溶性である肝臓ウリカーゼ
    を製造するために、公知方法で、水溶液中のウリカーゼ
    と、水溶液中でNH2基と反応しうる基少なくとも1個
    を有する溶けた担体物質とを、pH9〜11で反応させ
    ることを特徴とする、可溶性肝臓ウリカーゼの製法。 6 ブロムシアン又は塩化シアヌルで活性化された多糖
    類を担体物質として使用する、特許請求の範囲第5項記
    載の方法。 7 得られた担体物質結合したウリカーゼの溶液を、サ
    ッカロース及び/又はマンニットを加工て凍結乾燥させ
    る、特許請求の範囲第5項又は第6項のいずれか1項記
    載の方法。 8 担体物質としての水溶性の多糖類、ポリ酸無水物、
    ポリビニルピロリドン又は酸無水物に共有結合していて
    、なお6より低いpH値で可溶性である肝臓ウリカーゼ
    を尿酸の測定に使用することを特徴とする、尿酸の測定
    法。
JP57117076A 1981-07-07 1982-07-07 可溶性肝臓ウリカ−ゼ、その製法及び尿酸の測定法 Expired JPS5841836B2 (ja)

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