JPS63148998A - N−アセチルノイラミン酸の定量方法及びその定量用キツト - Google Patents

N−アセチルノイラミン酸の定量方法及びその定量用キツト

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JPS63148998A
JPS63148998A JP29471186A JP29471186A JPS63148998A JP S63148998 A JPS63148998 A JP S63148998A JP 29471186 A JP29471186 A JP 29471186A JP 29471186 A JP29471186 A JP 29471186A JP S63148998 A JPS63148998 A JP S63148998A
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acetylneuraminic
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acetylneuraminic acid
ana
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NODA SANGYO KAGAKU KENKYUSHO
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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】 〈産業上の利用分野〉 本発明はN−アセチルノイラミン酸く以下N−ANAと
いう)の酵素的定量方法及びその定量用キットに関する
ものである。
〈従来の技術〉 最近、臨床検査の分野において血清中のN−ANAの測
定が行なわれており、急性及び慢性炎症、ショック、外
傷、心筋梗塞、糖尿病、肝疾患、各種癌等の病態を診断
するのに重要な役割を持っている。
このN−ANAを測定するにあたって大別して化学法と
酵素法がある。
化学法は特異性や操作性、更には危険薬品類の使用等、
望ましくない点が多いため徐々に精度の高い酵素法に移
って来ているのが実情である。
酵素法には現在大きく別けてA、82つの方法が提案さ
れている。
N−ANAにノイラミン酸アルドラーゼを作用させ、N
−7セチルマンノザミン(以下N−,AM トいう)と
ピルビン酸に分解する過程は同一であるが、A法はN−
AMをアシルグルコサミン−2−エピメラーゼとN−ア
セチルヘキソサミンオキ/ダーゼで過酸化水素を生成さ
せて測定するものであり、B法はピルビン酸からピルビ
ン酸オキ/ダーゼまたは乳酸脱水素酵素(LDH)で、
それぞれ過酸化水素またはNADHを生成させて測定す
るものである。
〈発明が解決しようとする問題点〉 しかし、A法はアシルグルコサミン−2−エピメラーゼ
が介在する分だけ系は複雑となり、B法は内因性のピル
ビン酸の影響を受けるという欠点がある。
本発明者等は操作が簡単でしかも精度の高いN−ANA
の定量法について検討したところ、土壌かう分離したフ
ラボバクテリウム属に属する1細菌カ、N−AM に作
用してN−7セチルマンノサミノラクトンにすると共に
、NADをNADHに還元する新規な酵素を生産し、こ
の酵素がN−ANAの定量に有効に利用出来るというこ
とを見出し本発明を完成した。
すなわち本発明はN−ANA含有試料にN−アセチルノ
イラミン酸アルドラーゼ及びN−アセチルマンノサミン
脱水素酵素を順次又は同時に作用させ、生成するNAD
Hを測定することを特徴とするN−ANAの定量方法で
あり、またN−アセチルノイラミン酸アルドラーゼ、N
−アセチルマンノサミン脱水素酵素、NAD及び緩衝液
を含むN−ANA定量用キットである。
く問題点を解決するための手段〉 以下本発明を具体的に説明する。
本発明の測定原理は下記に示す通りである。
N−AM + NAD + H2O すなわちN−ANAをノイラミン酸アルドラーゼによっ
てN−AM とピルビン酸に分解し、生じたN−AMに
N−アセチルマンノサミン脱水素酵素(以下N−AMD
Hという)を作用させ、この生成されたNADHを公知
の測定方法、例えば紫外部340 nmの吸光度を測定
する方法等によって測定することができる。
また各々の酵素を固体に保持させて試料と接触させるこ
とにより、生成したNADHを同様に測定することもで
きる。また共存するLDHの影響を防ぐために必要であ
ればオキサミド酸や蓚酸等の、)書割を適量添加するこ
ともできる。
本発明1こ用いるノイラミン酸アルドラーゼとしテハ、
エノンエリノア・コリ、クロマトリジウム属、肝臓等か
ら精製されるものがあり、し・ずれの起源によるもので
も良いが、特に微生物から精製されたものが好ましく、
例えば市販のノイラミン酸アルドラーゼ(牛丼化学製)
を好適eこ用いることがてきる。
また本発明に用いるN−AMDHは、いかなる起源のも
のでも使用できるが、例えば微生物殊にフラボバクテリ
ウム属に属する細菌から選ばれた菌を培養して得られる
N−AMDHを用いることが好ましい。
フラボバクテリウム属に属する上記酵素生産菌としては
、例えばフラボバクテリウムsp、& 141−8等が
挙げられる。フラボバクテリウム8p、NIL 141
−8は本発明者等が土壌中より分離した新菌株であり、
その菌学的性質は下記の通りである。
(a)形態 顕微鏡的観察(30°C加糖ブイヨン培地、16時間培
養) ■細胞の大きさ:0.45〜0.5 X O,5〜11
 ミクロンの桿菌 ■細胞の多形性:球状に近いものから比較的長い桿状の
ものまである。末端で 相互につながった短い連鎖状態も 散見する。
■運動性:認められなり・。
■胞子の有無:形成せず。
■ダラム染色性:陰性 ■抗酸性:陰性 (b)  各培地におけろ生育状態 ■肉汁寒天平板培養=30″C12日間の培養で直径0
.5門の円形平滑で半透明な コロニーを作る。生育は比較的よ くない。
■加糖肉汁寒天平板培養:30’C,2日間で直径0.
8朋の円形平滑で半透明なコ ロニー、5日間で2.0〜2.5屑肩の乳白色の粘液状
のコロニーを作 る。色素の生成は認められない。
■加糖肉汁寒天斜面培地:30’C,2日間で乳濁した
粘液状になり、3日間での 培養では下方に流下し、底部にたま る。
■加糖肉汁液体培地:30°C12日間の培養で少し生
育する。
■肉汁ゼラチン穿刺培養:30’C,2日間でわずかに
生育するが液化はしない。
・■ リ1マスミルク;変化なし、凝固もしなし1゜ (c)生理的性質 ■硝酸塩の還元:陽性 ■脱窒反応:陰性 ■MRテスト:陰性。ただし好気的培養ては陽性。
■vpテスト:陰性。
■インドールの生成:陰性。
■硫化水素の生成:陰性 ■デンプンの加水分解:陰性 ■ クエン酸の利用:陰性 ■無機窒素源の利用:アンモニアは利用するが硝酸は利
用しない。
■色素の生成:陰性 ■ウレアーゼ:陽性 ■オキンダーゼ:陽性 0カタラーゼ:陽性 0生育の範囲:15°C〜41“C(至適温度30°C
)pH4,5〜8.5(至適pH6,5付近)■酸素に
対する態度:好気性であるが嫌気的にもわずかに生育す
る。
@ O−Fテスト:変化なし、又は極めて弱い発酵。
0糖類から酸及びガスの生成:※は好気的培養による。
×酸の生成 ガスの生成 ’IIIL−アラビノース   十     −l D
−キノロース   十     −rlD−グルコース
   +      −1D−マンノース   十  
   −圓 D−7ラクトース  十     −1D
−ガラクトース  +     −■ 麦  芽  糖
        十        −(3)庶  糖
   +   − ロ 乳     糖        +       
 −四 トレハロース    +     −囲 D−
ソルビット    十      −四  D−マ ン
ニ ノ ト      十          −1イ
ノンノト     十     −旧グリセリン   
  +     −四デンブン      −    
 −(d)  その他の性質 ■ペニンリン耐性;100単位/ meでも生育する。
■食塩耐性:2%以上で生育しない。
■ コロニー辺縁部の運動性:流動性は見られない。
■Tween 80分解:陰性 ■エクスリンの分解:陰性 以上の新規なN−AMDH生産能を有する本閑の分類学
的諸性質を「パージエイズ・マニュアル・オブ・ンステ
マチノク・バクテリオロレー」(1984年)第1巻の
分類と対比すると、木菌はダラム染色性が陰性、好気性
の無胞子桿菌て運動性を持たず、カタラーゼ陽性、十キ
ノダーゼ陽性で多くの糖から好気的条件で酸を生成する
、ベニ/リン耐性であるなどの性質からフラボ・;クテ
リウム属に属すると思われる。
好気的条件での糖から酸を生成する性質から、フラボバ
クテリウム・スビリノ3ボラ/(Flavobacte
rium  spiritivorum )に近縁と思
われるが、ニスクリ/の分解、硝酸塩の還元、Twee
n 80の分解などの点で異なっており、従来知られて
いない新規な菌株と思われる。
以、hの理由により本菌をフラボバクテリウムsp、N
L1.141 8と命名した。なお、フラボバクテリウ
ムsp、NQ、141 8は通商産業省工業技術院微生
物工業技術研究所に微工研条寄第1222号(FERM
窒素源、無機物、その他の栄養素を適宜含有する培地な
らば合成培地または天然培地のいずれでも使用可能であ
る。炭素源としてはグルコース、ガラクトース、フラク
トース、キンロース、グリセリフ等を用いることかでき
る。窒素源としてはアンモニウム塩の他にペプトン、カ
ゼイン消化物、グルタミン酸ソーダ、酵母エキス等の窒
素性有機物が好適に使用できる。無機物としては、ナト
リウム、カリウム、マグネシウム、マンガン、カル/ラ
ム、鉄等の塩類が使用できる。
本発明においては、N−AMDH生産能を有するW株ヲ
N−AMまたはN−7セチルグルフサミンを含有する培
地で培養または浸漬したときにN−AMDHが収量よく
得られる。該培養培地の好適な例としては、N−AM 
0.5%、肉エキス0.1%、ポリペプトン0.5%、
酵母エキス0.2%、食塩0.14%、燐酸水素−カリ
ウム0.1%、pH6,8の培地例が挙げられる。そし
て該培地で30 ’C136時間通気撹拌培養した場合
は、N−AMを他の炭素源におきかえた場合の10〜1
00倍の生産力価を得ることができる。
培養温度は通常20〜40“Cの範囲で好適には30〜
33°Cの範囲で行なわれる。培養開始のpHは通常6
〜8の範囲で好適には7付近である。この様な条件下で
20〜40時間振盪又は深部撹拌培養を行なうか、また
はN−AM またはN−アセチルグルコサミンを含有し
ないが、生育に好適な他の培地に生育した菌体を高濃度
に分散させ1〜10時間好気的にそれらと共に浸漬すれ
ば、該培養物または菌体懸濁液中にN−AMDHが生成
蓄積する。
N−AMDHは通常は菌体中に存在するので培養物を遠
心分離、あるし・は濾過によって菌体だけを分離するの
が好ましい。これを適量の緩衝液中で破壊して酵素を可
溶化することによって溶液中にス、超音波等の物理的な
ものや、トリトンX−100、ラウリル硫酸ソーダ、E
DTA等の化学的方法、リノ゛チーム等の酵素的な方法
を単独または併用して用いることができる。この様にし
て得られた菌体破壊液から核酸を常法によって除去し、
濾過または遠心分離によって不溶物を除きN−AMDH
を得る。
更にN−AMDHは必要により酵素の単離精製の常法に
従って、例えばfil DEAE−セルロース塔ニよる
カラムクロマトグラフィー、(2)硫安による分画沈殿
、(3) DEAE−セファデックス塔によるカラムク
ロマトグラフィー、f、+l 5 ′−A、MPセファ
ロース塔ンこよるカラムクロマトグラフィー、(5)セ
ファデックスによるゲル濾過等の方法、またはその他の
方法を必要に応じ組合わせて用いることにより、精製さ
れたN−AMDHを得る二とができる。
こうして得られる新規酵素N−AMDHの理化学的性質
は下記の通りである。
(1)作用及び基質特異性 次の反応式に示されるごとく、N−AMとNADの共存
下でN−AMをN−アセチルマンノサミノラクトンに酸
化すると共に、NADをNADHに還元する。
N−7セチルマンノサミノラクト/は水中では更に自動
的に加水分解されてN−7セチルマ/ノサミン酸になる
。故に反応は事実上不可逆的である。他の中性糖やヘキ
ソサミン、N−アセチルグルコサミ/、N−7セチルガ
ラクトサミンに対しては全く、もしくはほとんど作用し
ない。またNADP や2,6−ジクロルフェノールイ
ンドフェノール等を電子受容体として、はとんど利用し
なしゝQ 8.0〜9.0である。
またリン酸カリウム緩衝液、トリス−塩酸緩衝液及びグ
リノン−苛性ソーダ緩衝液を用いて酵素活性を測定した
結果は第1図に示すとおりである。
安定pH範囲は第2図に示すごと<8.5〜9.5であ
る。
使用緩衝液はリン酸カリウム緩衝液、トリス−塩酸緩衝
液、グリンンー苛性ソーダ緩衝液である。
(3)作用適温の範囲 第3図に示すごと<35〜50°Cである。
(Jl  pH、温度等による失活の条件第4図に示す
ごと<10分間の熱処理では45°Cまで安定であり、
それ以上の温度では急速に失活する。45°C110分
間の熱処理ではpus、s〜9.5で安定であり、pH
7以下では特に不安定である。
(5)阻害剤の影響及び安定化 上表は各種金属・fオ/及び阻害剤を2 mMの濃度て
含有する反応液中での酵素活性を測定したものである。
活性化及び安定化のために特別に寄与する物質は知られ
ていなし・。
(6)精製方法 本酵素の単離・精製は常法に従って行なうことができ、
例えばDEAE−七ルロースを用いたカラムクロマトグ
ラフィー、硫安沈殿、DEAE−セフアデツクスを用い
たカラムクロマトグラフィー、5’−AMPセファロー
スを用いたカラムクロマトグラフィー、セファデックス
によるゲル濾過等の精製手段を単独もしくは適宜組合わ
せ有)を用いてセファデックスG−200のカラムンこ
よるゲル濾過法により測定した値は約11万〜12万で
ある。
(8)ポリアクリルアミドゲル電気泳動7.5%ポリア
クリルアミドゲルを用いて常法によってアクリルアミド
ディスク電気泳動を行なった結果、第5図に示すごとく
、はぼ単一のバンドが認められた。4 mAで1時間2
0分後の泳動距離は28朋である。
(9)?i−電点 アクリルアミドゲル焦点電気泳動により測定した値は4
.9である。
m/に60 mM NAD溶液0.Lmlを加える。3
7°Cに10分間保った後、酵素液10μeを加え、0
.3MN−ALi 溶液0.Lmlを加えて混合し、反
応を始める。直ちに37°Cに保った吸光度測定用セル
(1cm光路)に移し、340 nmの波長で1分ごと
に5分または必要であればそれ以上の時間にわたって吸
光度を」]1定する。1単位は1分間に1μモルのNA
DHを生成させる酵素量である。
以上のように本酵素はその作用及び基質特異性において
従来全く知られていない新規な酵素である。
N−ANAにN−アセチルノイラミン酸アルドラーゼを
作用させてN−AM とピルビン酸に分解し、この分解
液に上記N−AMDHを作用させる場合には、pH7〜
10及び温度50°C以下、好ましく ハp88〜9.
5及び温度30〜45°C(7)条件で、通常は2〜2
0分間程分間窓させる。pHの調整には前記pH範囲を
維持することができ、かつ酵素反応を阻害しない任意の
緩衝液が用いられ、例えばリン酸カリウム緩衝液、トリ
ス−塩酸緩衝液、グリンンー苛性ソーダ緩衝液、炭酸ナ
トリウム緩衝液等が好適に使用できる。
また本発明に供される試料中のN−ANAは遊離の状態
にあることが必要であり、血清や血しょう、組織の一部
等の様に蛋白質や糖脂質に結合しているンアル酸を測定
する場合にはノイラミニダーゼを作用させて遊離状態に
する。この場合に使用するノイラミニダーゼは、いがな
る起源のものでも良いが、クロストリジウム属、アスロ
バクター属、コリネバクテリウム属、ストレプトコツカ
ス属等に属する微生物から産生ずるものが好適である。
N−AMDHの作用により生成されるNADHの定量は
いかなる方法を用いても良いが、最も一般的に用いられ
ている方法は、紫外部340 nmにおける吸光度をカ
リ定する方法である。可視部に吸収を持つ色素に転換し
て定量する方法はフェナジンメトサルフェートとニトロ
フ゛ルーテトラゾリウムと共に反応させて生成したダイ
ホルマザンの570nmにおける吸光度を測定するもの
や、NADH酸化酵素[J、  Biochem 98
1433 (1985) ]やフェナジンメトサルフェ
ートまたそれに類する作用をする電子伝達体または金属
イオ/と反応させて生成した過酸化水素?バーオキ/ダ
ーゼと各種色原体と共に発色させて、それぞれの好適な
波長での吸光度を測定するものがある。過酸化水素に導
かれたものはルミノールと共に発光させて検出すること
もてきる。また適当シー選択した複数の酸化還元指示薬
と電子伝達体を共存させて、その色調の特徴から半定量
的に検出することも可能である。これらの検出方法はそ
の特徴によって使いわければ良い。
本発明のN−ANA定量用キットはN−アセチルノイラ
ミン酸アルドラーゼ、N−AMDH、NADと生成され
るNADHを定量するための酵素や試薬類及びこれらの
反応を円滑に勧めるための緩衝用試薬からなっている。
この試薬類、酵素類は液剤、固形剤もしくは凍結乾燥剤
とし、必要に応じ工使用前に緩衝液に溶解混合して測定
用試薬とする。
測定方法は試料に先ずN−アセチルノイラミン酸アルド
ラーゼを作用させ、N AM を生成させ、次にN−A
MDHを作用させることシこよってNADHを生成させ
る。そしてこれをそのまま、あるいはNADH定量用試
薬を加えること?こまってNADHを測定する。本発明
では測定方法は1試薬系でも2試薬系でも良く、さらン
こ何試薬系で測定しても良い。
〈発明の効果〉 本発明によれば操作が簡単てしかも内因性ピルビン酸の
影響を受けない正確性の高いN ANAの定量が可能と
なり、/アル酸の臨床検査の診断分野において極めて有
意義である。
次に本発明を実施例?こより説明する。
〈実施例〉 実施例1 溶液中のN−ANAの濃度を下記試薬を用いて下記方法
により定量した。
1、試薬 0.1 Mリン酸緩衝液(pH8,0>    610
μIN−アセチルノイラミン酸アルドラーゼ(牛丼化学
製)(10単位/ me )   300μeNAD 
 (60mM)           53 p IN
−AMDH(123単位/me)60μm試料溶液  
            20μj2、定量方法 各試薬をそれぞれ所定量試験管にとり、37°Cで10
分間反応させ340  nmで吸光度を測定し、同様に
してN−アセチルノイラミン酸アルドラーゼのかわりに
水を同量加えて反応させた場合の吸光度を差しひいて試
料溶液の吸光度とした。別に既知濃度のN−ANA溶液
を同様にして得た検量線から試料溶液中のN−ANAの
濃度を求めた。第6図に検量線を示す。
実施例2 溶液中のN−ANAの濃度を下記試薬を用いて下記方法
により定量した。
1、試薬 0.1Mリン酸緩衝液(pH8,0)  (0,1%ト
リトンX−100含有)          100μ
lフエナジンメトサルフエート(lag/m1)5μl ニドpフ゛ル−テトラゾリウム(10s+g/屑/)5
 μ e NAD   (40mg/ me  )       
               20  μ 1N−ア
セチルノイラミン酸アルドラーゼ(牛丼化学製)(10
単位/ me )    40μlN−AMDH(12
3単位/’+++r)       1Opl試料溶液
              10μ12、定量方法 上記試薬をおのおの所定量試験管にとり、37°Cで1
5分間反応させた。その後0.3規定塩酸2.0mlを
添加して良く撹はんした。生成した色素を570 nm
で吸光度を測定した。N−7セチルノイラミ/酸アルド
ラーゼのかわりに水を同量添加して同様ンこ反応処理し
たものの吸光度をブランクとして差しひき、試料の吸光
度とした。別に既知濃度のN−ANA溶液を同様にして
得た倹1線から試料溶液中のN−ANAの濃度を求めた
実施例3 血清中のンアル酸量を下記試薬を用い、下記方法によっ
て定量した。
1、試薬 A、10mMリン酸緩衝液(pH6,6)    l 
meノイラミニダーゼ(5Iii位/ me )   
’1 mtN−アセチルノイラミン酸アルドラーゼ(L
O711位/me)           LtmtB
、 0.1 Mす/酸纒衝液(pH8,0)   5.
7ゴN−AMDH(123iii位/me)     
0.6meNAD  (60mM)         
0.5 mlオキサミド酸          4.4
阿q2、定量方法 血清20μlを試験管ンことり、試薬A、300μeを
加え、37°Cで15分間反応させた後、試薬B268
0μlを加え、更に10分間反応を続けた。これについ
て340 nmで吸光度を測定し、試薬A、のかわりン
こ水を用いて、同様に処理して得た吸光度をブランクと
して差しひいた。別に既知a度のN−アセチルノイラミ
ニルラクトースの溶液を同様にして得た検量線から血清
中のンアル酸の濃度を求めた。
【図面の簡単な説明】
第1図は本酵素の至適pHを示すグラフであり、第2図
は安定pHを示すグラフである。第3図は本酵素の作用
適温の範囲を示すグラフであり、第4図は本酵素の熱安
定性を示すグラフである。第5図は電気泳動によるバン
ドを示す図である。第6図は実施例1における検量線で
ある。なお、第1図及び第2図における使用緩衝液はそ
れぞれリン酸カリウム緩衝液(〇−〇)、トリス−塩酸
緩衝液(Δ−△)及びグリンンー苛性ソーダ緩衝液(・
−・)である。 特許出願人 財団法人 野田産業科学研究所P)−1 pH 温度(°C) 過度(0C) IJ−ANA48(慴M)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)N−アセチルノイラミン酸含有試料にN−アセチ
    ルノイラミン酸アルドラーゼ及びN−アセチルマンノサ
    ミン脱水素酵素を順次又は同時に作用させ、生成するN
    ADHを測定することを特徴とするN−アセチルノイラ
    ミン酸の定量方法。
  2. (2)N−アセチルノイラミン酸アルドラーゼ、N−ア
    セチルマンノサミン脱水素酵素、NAD及び緩衝液を含
    むN−アセチルノイラミン酸定量用キット。
JP29471186A 1986-12-04 1986-12-12 N−アセチルノイラミン酸の定量方法及びその定量用キツト Expired - Lifetime JPH066079B2 (ja)

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