JPS60238000A - 新規なコリンエステラ−ゼ活性測定法 - Google Patents

新規なコリンエステラ−ゼ活性測定法

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JPS60238000A
JPS60238000A JP59093547A JP9354784A JPS60238000A JP S60238000 A JPS60238000 A JP S60238000A JP 59093547 A JP59093547 A JP 59093547A JP 9354784 A JP9354784 A JP 9354784A JP S60238000 A JPS60238000 A JP S60238000A
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    • 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
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    • C12Q1/44Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving hydrolase involving esterase
    • C12Q1/46Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving hydrolase involving esterase involving cholinesterase
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • 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
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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】 本発明は一般式(1) (式中Xはハロゲン原子を表わす)で表わされるコリン
誘導体を基質として用いることを特徴とするコリンエス
テラーゼ活性の測定法に関する。
従来合成基質を使用する血清中のコリンエステラーゼ(
以下ChEと記す)活性の測定法は種々報告され、また
日常の臨床検査に実用化されているも゛のもある。しか
しそれらの測定法には褌々の欠点や問題点があり、測定
値の不正確さの原因になっている。それらの測定法の例
をあげると、ガス分析法、−メーター法、−指示薬比色
法、チオコリン発色法、酵素法% U V法等がある。
ガス分析法(R,Ammon 二pfFugers A
rch、Ge5Physio1.t 233.487 
(1933) )は合成基質としてアセチルコリンを用
い、ChEの酵素作用で生成した酢酸により炭酸水素ナ
トリウムから発生する炭酸ガスを定量する方法であるが
、操作が煩雑で多数の検体を処理することができないな
どの欠点がある。
一メーター法(H,O,Michel : J、 La
b、 &C11n、 Med、、 34.1564 (
1949) )もガス分析法と同様にChEの酵素作用
によって生じた酢酸による−の変化を一メーターで測定
する方法であるが、−メーターの精度、多数の検体を処
理することができないなど実用上の問題がある。
p)I指示薬比色法はpHメーター法とは異なり、図に
より生じた酢酸によるPHの変化を指示薬の分子吸光度
を測定する方法で、指示薬としてはフェノールレッド〔
高橋浩、柴田進:医学と生物学、〃、96 (1951
) )、ブロムチモールブルー(H,G、 Biggs
etal : Amar、 、r、 clin、 Pa
th、+ 30.181(1958) )、m−ニトロ
フェノール〔佐々木匡秀:臨床病理、12゜555 (
1964) )などが使われている。この方法は操作も
簡便で多数の検体を処理することもできるが、反応時間
が長く、反応中にもpHが一定でなく、低値と高値で再
現性があまり良くないなどの欠点が指摘されている。
上述したアセチルコリンを基質として用いる方法では、
アセチルコリンは非酵素的加水分解を起しやすく、また
基質特異性もあまりないので、基質そのものにも問題が
ある。
チオコリン法(P、 Garry : J、 Cl1n
、 Chem、。
11 (2)、 91 (1965) )は基質として
アセチルチオコリン、プロピルチオコリン、ブチルチオ
コリン等が使用されている。これらの基質はC’hEの
酵素作用でチオコリンを生成し、それが5,5′−ジチ
オビス−2−二トロ安息香酸(DTNB)と反応して黄
色を生じる。この黄色の吸光度を比色計で測定する方法
である。この方法は反応性に優れ、感度が高く、また操
作も簡単で多数の検体を処理することができるとともに
初速変法もできるなど優れた点もあるが、呈色が黄色で
あるため血清中のビリルビンの影響を強く受け、またグ
ルタチオンのようなチオール基を有する化合物の影響も
まぬがれえないし、さらに基質そのものが不安定である
ことも問題になっているなどの欠点があり、測定値の誤
差の原因になっている。
酵素法はベンゾイルコリン〔岡部紘明他:臨床病理、2
5.751 (1977) )とオルソトルオイルコリ
ン〔特開昭54−138533 )などを基質として用
い、ChEの酵素作用で生成したコリンをコリンオキシ
ダーゼによりベタインに変化させ、その時生成する過酸
化・水素をペルオキシダーゼの存在下で4−アミノアン
チピリジンフェノールなどとの酸化的縮合反応で発色さ
せる方法である。この方法は呈色が赤色になるので、血
清中のビリルビンなどの干渉を受けず、多数の検体を処
理することもできるが、発色系の試薬として使用するフ
ェノールや4−アミノアンチピリンがChEに対して拮
抗阻害があるので、それらの使用量が非常に限定され、
十分な発色が難しい。一般に過酸化水素を経由する定量
法は血清中のビリルビンやアスコルビン酸などの還元性
物質による影響はまぬがれえないし、リン脂質の分解な
どで生じるコリンの影響も受ける。ベンゾイルコリンを
基質として用いた場合は、非酵素的加水分解性も問題に
なっているなど種々の問題がある。
UV法には2種類があり、一つはW、 Kalowのベ
ンゾイルコリン(W、 Kalow and K、 G
enet :Canad、 tT、 Biochem、
 & Phyolol、、 35+ 339(1957
) )を基質とする方法であり、もう一つはp−ヒドロ
キシコリン〔特開昭57−110198゜特開昭58−
129999 )を基質とする方法である。前者はCh
Eの酵素作用によって基質が加水分解し、その基質が減
少していく様子を測定波長240 nmで追跡していく
方法である。この方法の測定原理は直接基質の減少を測
定しているので年純明解であるが、測定波長が240 
nmであるため血清成分の干渉を受けやすいし、基質の
ベンゾイルコリンが基質阻害を起すため、反応液の基*
*度が限定され、直線性の範囲が狭く、またベンゾイル
コリンの非酵素的加水分解が起りやすいので、ChEの
至適PHで反応を行っていないなどの問題がある。後者
は基質としてp−ヒドロキシベンゾイルコリンを使用し
、ChEの酵素作用によって生成するp−ヒドロキシ安
息香酸を補酵素NADPHの存在下でp−ヒドロキシ安
息香酸水酸化酵素の作用によりNADPHが酸化されN
、ADPに変化する際の吸光度の減少を波長540 n
mで測定追跡する方法である。この方法はほぼ至適−で
反応が行えるし、過酸化水素−発色系における欠点、す
なわちビリルビンやアスコルビン酸などの還元性物質に
よる影響やリン脂質の分解で生じるコリンの干渉を除く
ことができ、チオコリン法の欠点もなく、さらに多数の
検体処理が可能な自動分析装置に適した優れたChE活
性測定法である。しかしながら、使用する補酵素NAD
PHは高価な試薬であり、安定性も悪いので一定の品質
に維持および管理するのが難しいし、また酵素としてp
−ヒドロキシ安息香配水酸化酵素やプロトカテキュ酸−
3,4−ジオキシゲナーゼなどを使用し、測定原理とし
ては前者に比較して大分被雑であり、測定値の誤差要因
が多い。またChE活性の測定法としては異型コリンエ
ステラーゼの活性測定も重要である。しかし、この後者
の方法はフッ化ナトリウムの影響を強く受けるため異型
コリンエステラーゼの活性4111定には問題がある。
以上に述べたごとく、従来のChEの酵素活性測定法に
は棟々の問題があり、測定値の誤差の原因になっている
。我々は従来法の欠点を解決すべく鋭意研究し、一般式
(1)で表わされる化合物の1種であるプロトカテキュ
イルコリンアイオダイド(以下PCIと記す)を基質と
して用いる血清ChE活性& III定する新規な方法
を発明するに至った。
第2図にPCIとプロトカテキュ酸のUVスペクトルを
示した。PCIがChEの作用で加水分解するとコリン
とプロトカテキュ酸を生成する。コリンは波長300 
nm以−ヒではUV吸収はない。プロトカテキュ酸は波
長340 nm以上ではUV吸収はほとんどない。した
がって、PCIをChE活性を測定する基質として使用
し、測定波長340から360 n、mで反応を追跡す
れは、基質PCIの減少を正確に追うことができる。前
述のW、KalowのUV法1ま測定波長240 nm
であるので初期吸収において血液成分の干渉を大きく受
けるが、本発明の測定波長640かも360 nmでは
あまり受けないので、至適な測定条件の設定が容易であ
る。
この基質PCIは非酵素的加水分解に対して非常に安定
である。たとえはPHが8.5の59 mMバルビター
ル緩衝液中67°Cの条件下で90分間ではほとんど加
水分解は起きなかった(第6図参照)。
この結果は測定中非酵素的加水分解は無視できることを
示している。pHを一定に保持するための緩衝剤として
、バルビタール酸塩、リン酸塩、ビロリン酸塩、グリシ
ン、グリシルグリシン、トリスヒドロキシメチルアミノ
メタンなどが使用できる。
上記以外の緩衝剤でもPHを7.5〜10.0の間にお
いて緩衝能を維持できるものであれば用いることが可能
である。
ChEに対するPCIのKm値はベンゾイルコリンと同
程度で50 mM ) !7ス・マレイン酸緩衝液(p
H8,2)では2.6 X 10”” moノ/l %
 50 mMバルビタール緩衝液CpH8,5)では5
.88 ×10−5moJ/A!である。PCIのKm
値が十分小さいので、本発明の測定波の反応系では十分
な基質濃度で反応を行うことができ、経時的直線範囲が
広くなり、高単位の活性まで十分測定が可能である。
PCIを基質として用いた場合、50 mMバルビター
ル緩衝液ではChEの至適−は8.5〜8.6であった
(第5図参照)。前述のごと< pCrはpl−18,
5で非酵素的加水分解安定性があるめで、本発明の測定
法はchgの至適の市で反応を行うことができる。
検体中の共存物質が測定値に影響する場合、測定値の誤
差原因になることは前述の通りである。
本発明の方法は測定原理的にみても共存物質の影響を受
け難い。共存物質たとえば、アスコルビン酸20即/a
t、尿酸2011QAI 、グルコース500mp/a
z 、ヘモグロビン200 my/dt 、アルジミン
5、!9/dt、ビリルビン201ng/dl!、クル
タチオン(還元型) 50 ml?/diまでは添加試
験では問題はなかった(第7図〜第13図参照)。抗凝
固剤EDTE・2Na 、クエン酸塩、ヘパリン、蓚酸
塩、二重シュウ酸等の添加試験でも問題はなかった(第
14図参照)。本発明は共存物質の影箒な非常に受け難
い方法であり、測定値の誤差原因が大幅に解消された。
コリンエステラーゼには血清中に存在するシソイドコリ
ンエステラーゼと赤血球中に存在するツルーコリンエス
テーゼの二種が知られている。通常臨床検査で測定され
ているのは血清中のシンイドコリンエステラーゼである
が、血清中にツルーコリンエステラーゼが混入している
場合があるので、検査目的としてはプソイドコリンエス
テラーゼのみと選択的反応する基質が望ましい。本発明
の方法に用いるPCIはシソイドコリンエステラーゼと
は良く反応するが、ツルーコリンエステーゼとはほとん
ど反応しない非常に特異性の高い基質である。
外科および精神科領域で麻酔剤とプソイドコリンエステ
ラーゼの関係で異常プソイドコリンエステラーゼ検査が
重要である。本発明の測定方法は反応機構的に単純明解
なので異常プソイドコリンエステラーゼ検査法として非
常に適している。
本発明のCbE活性測定方法は上記のごとく種々の点で
従来法の問題点が解決されている。本発明の利点を記す
と次のごとくである。
(1)測定系の反応機構が単純明解で、測定値の誤差原
因が非常に少い。
(2)基質に用いるPCIが非酵素的加水分解や酸化に
対して安定なので、測定値の再現性が非常に良い。
(3) PCIはシンイドコリンエステラーゼに対して
、基質特異性が高い。
(4)基質PCI以外に酸化還元系の酵素や補酵素、1 呈色系の試薬など用いないので安価である。
(5) 前記のごとく、ビリルビン、アスコルビン酸、
グルタチオン等の検体成分や抗凝固剤の影響をほとんど
受けない。
(6)検体ごとに検体ブランクをたてる必要がないので
簡易かつ迅速に測定でき、多数の検体を処理することが
可能である。
(7)異常プソイドコリンエステラーゼ検査が可能であ
る。
(8)PCIが安定なので、至適pH(8,5〜8.6
)での反応が可能である。
(9)高単位まで測定可能である。
以上のごとく、本発明のchg活性測定方法は従来法の
有する欠点を解決し、多くの利点や特徴を有し、正確か
つ簡便にChE活性を測定でき、日常の臨床検査のCh
E活性測定に充分貢献できるものである。
以下に参考例および実施例によりさらに詳細に説明する
が、本発明はこれによって限定されるものではない。
2 参考例1 プロトカテキュイルコリンアイオダイドの合
成法 プロトカテキュ酸10gを2.73 N NaOH71
Mに溶解し、0〜5°Cに氷冷し、激しく攪拌しなから
カルボベンゾキシクロライド22m1を滴下した。PH
を9〜10に保つように2.73 N NaOHも同時
に滴下した。約1時間でpHは一定になり、次いで°室
温で3時間楕拌下反応させ、反応終了後冷5 N H”
CIでPHを2に調整し、酢酸エチル200−1次いで
100m1で抽出し、酢酸エチル相を合せ、食塩水で洗
浄後、無水硫酸マグネシウム上で乾燥後、溶媒を減圧留
去し、油状物25.!i’を得た。これを酢酸エチル/
n−へキサンより再結晶し、0.0′−ジカルボペンゾ
キシプロトカテキュ酸9.2gを得た。この4gを防湿
下エーテル5Qmlに懸濁し、五塩化リン2gを粉末で
加え、室温で攪拌下5時間反応させた。反応終了後溶媒
を減圧留去し、油状物4.5gを得た。これをベンゼン
20m1iに溶解した液をジメチルアミノエタノール2
dをベンゼン3Qmlに溶解した液に5〜10°Cに冷
却しながら滴下した。滴下後室塩で一晩攪拌し、反応さ
せた後、水次いで飽和食塩水で洗浄し、ベンゼン相を無
水硫酸マグネシウム上で乾燥後溶媒を減圧留去し、4.
9.9の油状物を得た。これをエタノール260 ml
に溶解し、パラジウム−黒2gを加え接触還元を5時間
行い、触媒を濾別してエタノールを減圧留去し、油状物
3gを得た。これをアセトン90rnlに溶解し、ヨウ
化メチル2gの酢酸エチル溶液を加え室温で一晩放置す
ると結晶が析出した。この結晶を濾取し、アセトンで良
く洗浄後五酸化リン上で一晩減圧乾燥し、本発明の新規
化合物プロトカテキュイルコリンアイオダイド2.5g
を得た。融点205〜209°にの結晶はシリカゲル薄
層クロマトグラフィー(n−ブタノール:酢酸:水=4
:1:2)で単一のスポット(Rf=0.31)を与え
た。
元素分析値二Cよ2H18NO,I(M、W、367 
、166>として実測値(%) C: 39.34 H
: 5.07 N: 3.90計算値(%) C: 3
9.25 H: 4.94 N: 3.811Rスペク
トルおよびUVスペクトルをそれぞれ第1図およ′び第
2図に示した。
実施例1 血清ChE活性測定方法 (1)50mMバルビタール緩衝液(PH8,5,25
°C)(2)検体 (3) 6.3mM基質(PCI)液 (1)ノ緩衝液2.Qmlに検体Q、1m、lを加え、
2〜10定する。基質の340nmKおける吸光度を経
時的に測定追跡する。第3図は血清および希釈血清にお
けるタイムコースを各2度測定した結果である。
バルビタール緩衝液のPHは25℃で調整した。血清は
コンセーラI(日永製薬社製)を使用し、血清希釈は0
.877%食塩水で行った。第6図かられかるように、
各血清において8分までは直線性を示した。第4図に血
清希釈濃度とΔO,D、との関係を示した。この結果は
原点を通過するきれいな直線を示した。この事実はCh
E活性とΔO,D、とが比例関係にあることをあられす
とともに、この新規なChE活性測定方法の実用性およ
び有用性を示している。
実施例2 実施例1の(1)の緩衝液の−を7.4から9.2まで
変化させ、この方法におけるChEの至適pHをめた。
緩衝液のPH以外は全て実施例1に従った。その結果を
第5図に示した。この条件下では至適pHは8.5から
8.6であった。
実施例3 実施例1の(1)ノ緩衝液2.0mlに(3)の基質液
0.1mlを加え、67℃の保温セルに入れ、波長34
0nmにおける吸光度の変化を経時的に追跡し、基質の
非酵素的加水分解安定性を調べた。その結果は第6図に
示したごとく、90分まではほとんど安定であった。基
質PCIは至適p88.5において安定であるので、検
体ごとの試薬ブランクを測定する必要はない。
実施例4 実施例1の測定法に従い、反応系での下記の添加物の影
響を調べた。
 0 添加物 添加量 (1) 7 スs /I/ 2” ン酸 0〜201n
9/dl(2)グルコース o〜5oomg/dl(3
)尿酸o〜20■/dl (4) へモグロビy (11−5001+I&/dj
(5) アルジミン 0〜5 y/dt(6) ビリル
ビ/ 0〜20 ml!/di(カ グルタチオンo〜
50InO/d!(8)抗凝固剤 二重蓚酸 200 を/a 7 蓚酸ソーダ 2001n9/dt ヘパリン 2〜/az クエン酸ソーダ 500 即/at EDTA・2Na 200 my/ djNaF 50
0 my/at 測定結果は相対活性(%)で第7図から第14図に示し
た。ヘモグロビンは300■/a tの添加で相対活性
が97.3%であったので、この程度までは測定可能で
ある。NaFはプソイドコリンエステ6 ラーゼの阻害剤であるので、NaFの存在下では一般に
ChE活性の測定はいかなる方法でも正しい測定値を与
えない。従って、第14図のNaFの結果よりプソイド
コリンエステラーゼ活性を測定する場合には、抗凝固剤
としてNaFは使用することができない。
実施例5 血清ChE阻害活性の測定法 (1) 50mMパルビタール緩衝液(pHa5.25
°C)(2) 検体 (3) 6.5mM基質(PCI)液 (4) 6.5mM基質(PCI)と0.44mMジプ
カイン液(516,3mM基質(PCI )と220 
mM NaF液(1)、(2)および(3)は実施例1
と同一のものである。
(4)および(5)は基質と阻害剤の各指定しである濃
度の混合液である。測定方法は実施例1の方法と同じで
ある。すなわち(3)の液のかわりに(4)または(5
)の液を加え、反応を測定波長340 nmで追跡した
。結果はジプカイン添加では80%、NaF添加では5
7..9チ阻害された。
実施例6 血清ChE活性測定法 (1) 250 mM基質(PCI)液 2.0m1(
50mM )リス−マレイン酸緩衝液(pH8,2,2
5°C)に溶解〕 (2) 血清または希釈血清 (1)血清1:コyセーラT D、1m1(II) 血
清1:ryセーラI O,2m1(lii) 血清■:
ゾレチパスE Q、1mA!(1) ノ2.0 mlを
2〜10分間67℃で予加温し、それに(2)の血清又
は希釈血清をQ、1mlまたは0.2−加え、すばやく
攪拌してから分光器の67℃に保温されたセルに入れ、
測定波長340nmで吸光度の減少を測定追跡する。(
1)の緩衝液の可調整は25℃で行った。血清はコンセ
ーラI(日永製薬社製)とプレチパスE(ベーリンガー
・マンノ・イム社製)を使用し、血清希釈は0.877
1食塩水で行った。
ChE活性値は下記の弐により計算される。
9 1)ΔODは測定波長340 nmにおける1分間当り
の吸光度の変化量。
2)波長340 nmにおける分子吸光係数は2960
である。
第15図に示した如く、3種共に、血清希釈と酵素活性
は非常に良く原点を通過する直線的な比例関係にあった
【図面の簡単な説明】
第1図はプロトカテキュイルコリンアイオダイPのIR
スペクトルを示す。第2図は(a)プロトカテキュイル
コリンアイオダイド(濃度100μM)および(b)プ
ロトカテキュ酸(濃度100μM)のUVスペクトルC
50mMバルビタール緩衝液(pH8,5)中〕を示す
。第3図は希釈血清によるタイムコースを示す。第4図
は血清希釈とΔO,D、との関係を示す。第5図はch
gの至適PHな示す。第6図は基質の非酵素的加水分解
安定性を示す。第7図〜第14図は添加物の影響を示す
。第15図は0 3種の血清についての血清希釈と酵素活性との関係を示
す。 代理人 桟材 皓 第1図 慎表(、um) (%)工1、T詳酊 vEl(%)斜ヰ囃

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 一般式(I) (式中Xはハロゲン原子を表わす)で表わされるコリン
    誘導体を基質として用いることを特徴とするコリンエス
    テラーゼ活性の測定法。
JP59093547A 1984-05-10 1984-05-10 新規なコリンエステラ−ゼ活性測定法 Granted JPS60238000A (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP59093547A JPS60238000A (ja) 1984-05-10 1984-05-10 新規なコリンエステラ−ゼ活性測定法
US06/731,069 US4717659A (en) 1984-05-10 1985-05-06 Novel method for determining cholinesterase activity
DE8585105635T DE3584385D1 (de) 1984-05-10 1985-05-08 Verfahren zur aktivitaetsbestimmung von cholinesterase.
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