JPS6324899A - ポリアミン測定試薬 - Google Patents

ポリアミン測定試薬

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JPS6324899A
JPS6324899A JP16877186A JP16877186A JPS6324899A JP S6324899 A JPS6324899 A JP S6324899A JP 16877186 A JP16877186 A JP 16877186A JP 16877186 A JP16877186 A JP 16877186A JP S6324899 A JPS6324899 A JP S6324899A
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polyamine
urine
polyamines
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peroxidase
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Kunio Nakajima
邦夫 中島
Masaji Furusako
正司 古迫
Masahiro Baba
正博 馬場
Suguru Mochida
持田 英
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Mochida Pharmaceutical Co Ltd
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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、尿中に存在するポリアミン特にNl−アセチ
ルスペルミジン、N1−アセチルスペルミンを、動物細
胞由来のポリアミン酸化酵素を使用して、特異的かつ簡
便に測定する試薬に関する。
(従来の技術) ポリアミンは前立腺、骨髄、胸腺、膵臓など核酸、蛋白
合成の盛んな組織中で含量が高く、細胞増殖期、にはそ
の生合成が活発になり、細胞増殖と密接な関係があり、
癌患者では尿、血液などの体液中や赤血球、組織中で異
常に高い値を示すことが報告されている。1971年に
ラッセル等により、癌患者゛の尿中ポリアミン濃”度が
正常人のそれに比べ高いことが報告されて以来、癌と体
液中のポリアミン濃度との関係が注目されて来□た。近
年では、高速液体クロマトグラフィーを用いたポリアミ
ン分析法が進歩したことにより、従来の総プトレッシン
、スペルミジン、スペルミンの測定だけではなく、アセ
チル抱合体ポリアミンの直接分析も可能となってきた。
尿中に存在するアセチル抱合体および遊離のポリアミン
の構造を第1表に示した。
第1表 尿中ポリアミン そして、高速液体クロマトグラフィーによる研究から、
尿中アセチルポリアミン量、特にNl−アセチルスペル
ミジン量が癌との関係においてより重要な意味をもつこ
とが指摘されるようになって来た[例えば、キャンサー
、リサーチ(CANCERRES、)第41巻、157
2−1573頁(1981)、アドバンス、イン、キャ
ンサー、リサーチ(ADVANCES  in  CA
NCERRESEARC)I)第38巻、27−38頁
(19132) ] 、また、最近、尿中ポリアミン測
定における問題点として、尿の細菌汚染により、尿中ポ
リアミン、特にプトレッシン、カダベリンおよびスペル
ミジンの値が上昇することが報告されている。(198
6年第2回ポリアミン研究会)。
現在、臨床に用いられているポリアミンの測定法は、主
に高速液体クロマトグラフィーと酵素法である。ところ
が、前者は比較的信頼度の高い測定法ではあるが、1検
体当たりの測定所要時間が約1時間と長く、大量の検体
を処理するには不向きである。一方、後者は大量の検体
を処理するには向いているが、現在報告されている方法
(特開昭58−14697号、特開昭58−14179
8号および特開昭60−188096号)は、全て、総
ポリアミン量を定量する方法であり、癌との関係におい
て重要な意味をもつアセチルポリアミン、特に誌アセチ
ルスペルミジンのみを選択的に測定するものではない、
更に詳述すれば、特開昭58−141798号の方法は
、総ポリアミン(遊離型および捨金型プトレッシン、ス
ペルミジン、カダベリン)を測定するものであり、アセ
チルポリアミン、特にN1−アセチルスペルミジンのみ
を選択的に測定することはできない、特に、尿を試料と
する場合には、尿の細菌汚−染によって変動する遊離型
ポリアミンをも含めて測定してしまうこと、さらに、砲
台型ポリアミンは加水分解して遊離型にしなければ測定
できないという欠点がある。特開昭58−142697
号の方法は、ポリアミン醸化酵素として、ペニシリウム
属ノ産生ずるポリアミンオキシダーゼMを用いるもので
あるが、この酵素の基質特異性はアセチルスペルミジン
、アセチルスペルミンなどのアセチルポリアミンに対す
るよりもむしろスペルミジン、スペルミンなどの遊離型
のポリアミンに対する親和性の方がが高いので、アセチ
ルポリアミンのみを選択的に測定することは困難である
。特開昭60−188096号の方法は、試料中の全ポ
リアミンをポリアミン酸化酵素で前処理する繁雑な工程
が必須であり、かつ、アセチルポリアミンのみでなく試
料中の全ポリアミンを測定するものであるため、尿の細
菌汚染の影響をうけてしまう欠点がある。
なお、酵素法によるポリアミンの測定は次のような原理
に基づくものである。即ち、試料中に存在するポリアミ
ンにポリアミン酸化酵素を反応させると過酸化水素が発
生する。この過酸化水素にペルオキシダーゼと発色基質
または蛍光基質とを反応させて、発生した過酸化水素量
を吸光度または蛍光強度に変換して測定して、試料中の
ポリアミン量を測定するものである。
(問題点を解決するための手段) 尿中のポリアミン、特にアセチルポリアミンを測定する
ことは、癌の診断や治療効果の判定の手段として意義の
大きいものである。しかし、現在用いられているポリア
ミンの測定方法あるいは測定試薬は、いずれも前記のよ
うに、アセチルポリアミンのみを選択的に測定できない
こと、尿の細菌汚染によって二次的に生ずる非アセチル
化型ポリアミンをも測定してしまうこと、試料の前処理
が必要であること、測定の所要時間が長く、大量の検体
を迅速に処理できないなどの欠点を有している。ポリア
ミンの測定を臨床上有意義なものとするためには、これ
らの欠点のないポリアミン測定試薬の開発が必要である
本発明者らは、前記のような要求を満たすポリアミン測
定試薬を開発すべく研究を重ねた結果、ポリアミン酸化
酵素を用いる酵素法によるポリアミンの測定において、
従来、ポリアミンの測定に使用されたことのない動物細
胞由来のポリアミン酸化酵素を使用することにより、前
記の欠点を全て克服できることを見出し、この知見に基
づいて本発明を完成した。
本発明は、ポリアミン酸化酵素を構成成分とする酵素法
によるポリアミン測定試薬において、そのポリアミン酸
化酵素が動物由来のポリアミン酸化酵素であることを特
徴とするポリアミン測定試薬である。更に本発明は、ポ
リアミン酸化酵素、ペルオキシダーゼおよび発色色素ま
たは蛍光色素との組合せからなるポリアミン測定試薬に
おいて、ポリアミン酸化酵素が7セチルポリアミンに反
応性の高い動物細胞由来のポリアミン酸化酵素であるこ
とを特徴とするポリ、アミン測定試薬である。
動物細胞由来のポリアミン酸化酵素(以下、本酵素とい
う)は、1977年にヘルテによりラット肝臓から発見
され[バイオケミストリー (Bloc)IEM、) 
 第16巻、91−100頁(1977) ]、現在で
は、動物細胞に普遍的に存在し動物細胞でのポリアミン
のインターコンバージョンに寄与していると考えられて
いる[例えば、バイオケミカ、バイオフィジカ、アクタ
(Biochim、Biophis、Acta)第 6
15巻、48G−488頁(1980) ] 。
本酵素はスペルミジン、スペルミン、N1−アセチルス
ペルミジンおよびN1−アセチルスペルミンを基質とす
ることが知られていたが、本発明者等は本酵素の性質を
詳細に研究した結果、本酵素の基質特異性は従来知られ
ていたものとは異なり、後記実施例1に示すような相対
活性を有することが明らかになった。即ち、本酵素は♂
−アセチルスペルミジンおよびN1−アセチルスペルミ
ンに極めて親和性が高いのに比べ、スペルミンおよびス
ペルミジンとはほとんど反応しない。
本酵素は例えば、次のような方法で取得することができ
る。即ち、ブタ、ウシ、ウマ、ウサギ、ネズミなどの哺
乳動物の組織をTris−801緩衝液などの弱アルカ
リ性の適当な緩衝液中でホモジナイズして上清を得、こ
の上清を硫酸アンモニウムなどの中性塩により塩析して
粗製の本酵素を得る。得られた粗製品を適当な緩衝液。
例えばTrislll衝液を用いて前液AE−セルロー
スによるクロマトグラフィーにかけ、得られた活性成分
について更に旧trogelによるゲルろ過を行い、精
製した本酵素を得る。
本酵素の起源となる動物は、ブタ、ウシ、ウマ、ヤギ、
ヒツジ、ウサギ、ラットなど、哺乳動物であればいずれ
の動物でもよい。
また、本酵素を取得する組織としては肝臓。
腎臓、膵臓、膵臓、腸などほとんどすべての組織が使用
できる。
本酵素の精製は従来、ヘルテの方法により研究室レベル
で小規模に行われていたにすぎず、実用化に供し得なか
ったが、上記の方法により本酵素を工業的に生産するこ
とが可能となった。
上記の方法によって得た本酵素は比活性500単位/m
gと高純度であるが、本発明の試薬に使用するポリアミ
ン酸化酵素はモノアミンオキシダーゼ、ジアミンオキシ
ダーゼ等の過酸化水素を発生する物質が除去されていれ
ば必ずしも高純度である必要はなく、部分精製したもの
であってもよい。
ポリアミン測定試薬を構成する他の成分であるペルオキ
シダーゼおよび発色基質または蛍光基質としては、従来
から使用されていたものが同様に使用できる。即ち、ペ
ルオキシダーゼとしては、西洋わさびペルオキシダーゼ
がもっとも好ましいが、細菌由来のペルオキシダーゼ等
でも良い、ペルオキシダーゼの発色基質としてはテトラ
メチルベンジジン、5−7ミノサリチル酸、0−フェニ
ルシア・ミン、4−アミノアンチピリン−フェノールな
どが利用できる。ペルオキシダーゼの°蛍光基質として
は、3− (p −ヒドロフェニル)プロピオン酸、ホ
モバニル酸、p−チロゾール、p−エチルフェノール、
3− (p−ヒドロフェニル)−1−プロパツール、ホ
ルデニンなどが利用できる。
本発明のポリアミン測定試薬を用いたポリアミンの測定
は例えば次のように行う、即ち、試料(例えば尿)0.
1〜21を試験管に取り、これに動物細胞由来のポリア
ミン酸化酵素10単位を含むTris−MCI緩衝液を
加えて30分間反応させる0反応終了後、ペルオキシダ
ーゼ10単位と適当量の発色基質または蛍光基質とを含
む緩衝液を加えて適当時間反応させ、反応後の吸光度ま
たは蛍光強度を測定する。この値を、同時に濃度既知の
標準溶液について同様に操作して得た値から作製した標
準曲線にあてはめて、試料中のポリアミン量を求める。
(効果) 本発明のポリアミン測定試薬は動物細胞由来めポリアミ
ン酸化酵素を利用しているため、N1−アセチルスペル
ミジン、アセチルスペルミンのみを選択的に測定できる
。従って、試料中に二次的に生じた微生物由来のポリア
ミンを測定しないので、もともとヒト尿中に存在するポ
リアミンのみを正確に測定できる。また、本発明の試薬
で使用する動物細胞由来のポリアミン酸化酵素は□アセ
チル抱合体を直接基質とするために、酸や酵素を用いた
加水分解等の繁雑な操作を省略することができる。さら
に、尿中のN1−アセチルスペルミジンは、癌との関係
において臨床的意義の大きいものであるので、このN1
−アセチルポリアミン値をより反映することのできる本
発明の試薬は臨床的価値が大きいものである。
本発明のポリアミン測定試薬は、尿中の7セチルポリア
ミン量を簡便に特異性よく測定できるため、ポリアミン
値が正常に比較して異常に高い値を示す患者を容易に発
見でき、癌の診断または治療効果の判定の補助手段に応
用できる。
実施例1.ブタ肝臓からのポリアミン酸化酵素の精製 ブタ肝1[500gを細切し、 21.c7) 2hM
  Tris−)ICI緩衝液(p)+ 11.2)中
、4℃で、ホモジナイザーを用いて破砕した。このQ′
pjJ液を遠心分離し、上清を得た。この上清を硫酸ア
ンモニウムによる塩析を行ない、30〜50%飽和硫安
分画を得た。この塩析物を 10mM  ↑ris−M
CI緩衝液(pH7,111) ニ透析し、次ニ、あラ
カじJl> fQmMTris−Hfll:lid衝液
樹液H7,6)で平衡化したDEAECellulos
eカラム(φ6 X 80cm)によるクロマトグラフ
ィーを行なった。Oから0.5MNaCl直線勾配(全
量 4L)による溶出を行ない、各溶出分画のポリアミ
ン酸化酵素活性を後記参考例1の方法で測定して活性分
画を集め、この分画を301まで濃縮した。濃縮液を5
0mMNaCIを含む1hM Tris−HCl @樹
液(p)! 7.6)に透析し、あらかじめ50a+M
 NaClを含む 10mM Tris−HCI(pH
7,6) テ平衡化しておいた旧trogel AcA
44’(LKB社)カラム(φ5 X 90cm)を用
イテゲルろ過を行なった。各溶出分画の酵素活性を前記
と同様に測定して活性分画を集め、 10alまで濃縮
して、、1mMジチオスレイトールおよび10%グリ−
t’ e+ −ルを含む20a+M Tris−’HC
I緩衝液(pH7,6) 8Lに透析した。
このようにして精製したものを後記参考例2の方法によ
り酵素活性を定量し、ブタ肝臓500g カラ5000
単位のポリアミン酸化酵素を得た。
このようにして得たブタ肝臓由来のポリアミン酸化酵素
の性状は次の通りである。
a)基質特異性 蛍光法を用いて、 pH9,0,30℃の条件下で0.
4+aM濃度の各基質に対する本酵素の活性を測定した
 sl−アセチルスペルミジンに対する活性を 100
として各基質に対する相対活性を比較すると第2表の通
りである。
第2表 各基質の反応性 b)至適pH 本酵素のスペルミンを基質とした時の至適pHは、 9
.5−10.5であった(第3図参照)。
C)阻害剤の影響 本酵素は1mM2価水銀イオンにより完全に阻害され、
 Q 、 1mMセミカルバジドにより70%阻害され
た。1wMM2価銅イオン、3価鉄イオン、アジ化ナト
リウムおよび0.1aMバーギリンによっては阻害され
なかった( 0.1mMパーギリン、セミカルバジドに
より、モノアミン、ジアミン酸化酵素は、それぞれ30
%以上阻害される。)。
d)ベンズアルデヒドによる酵素活性の上昇1977年
ヘルテにより発見されたラット肝臓のポリアミン酸化酵
素は、スペルミンを基質とした時にベンズアルデヒドを
添加することにより酵素活性が著しく上昇することを報
告している0本酵素はp)I 9.0、反応温度30℃
、0.8mMスペルミンを基質として反応させ、これに
ベンズアルデヒドを添加子ると酵素活性の上昇を示した
(第4図参照)。
e)Km値 0.1wM Tris−HCI II衝樹液pH9,0
) 、反応温度30℃の条件下の本酵素のKm値は第3
表の通りである。なお、従来報告されている同様な条件
下でのKm値を参考値として併記した。
第3表 上記に示した本酵素の諸性状は、スペルミジンに対する
基質特異性以外は従来報告されている動物細胞由来のポ
リアミン酸化酵素の性状[例えば、バイオケミストリー
CBIOCHEM、)第16巻 91−100頁(19
77) 、  インターナショナルΦジャーナルーバイ
オケミストリー(4N↑、」。
8100HEM、)第13巻2B?−792頁(198
1) ] とほぼ同じであった・ 実施例2 ポリアミン測定試薬の製造 実施例1により製造した動物細胞由来のポリアミン酸化
酵素250単位を、0.1%牛血清アルブミン(BSA
) 、 2Mサッカロースおよび 0.5+a)!ジチ
オスレイトールを含む10mM Tris−HCI、I
I g#液(pH7,6)にて10倍に希釈し、遮光し
たバイアル(φ2 X 5 am)に21ずつ充填した
0次いで、これを凍結乾燥したのち、密栓し、動物細胞
由来のポリアミン酸化酵素からなるポリアミン測定試薬
を製造した。
実施例3 ポリアミン測定試薬の製造 a)ポリアミン酸化酵素 実施例1により製造した動物細胞由来のポリアミン酸化
酵素250単位を、0.1%BSA 、 2Mサッカロ
ースおよび0.5+Mジチオスレイトールを含む10m
M Tris−HCI緩衝液(p)+ 7.11)にて
10倍に希釈し、遮光したバイアル(φ2 X 5 a
m)に21ずつ充填した0次いで、これを凍結乾燥した
のち、密栓し、動物細胞由来のポリアミン酸化酵素を製
造した。
b)ペルオキシダーゼ 西洋わさびペルオキシダーゼ500単位を、0.1%B
SAを含む78mMりん厳緩衝生理食塩水(pH8,4
) 10m1に溶解し、遮光したバイアル(φ2 X 
5 cm+)に21ずつ充填した0次いで。
これを凍結乾燥したのち、密栓し、ペルオキシダーゼを
製造した。
C)発色基質 0.75mMテトラメチルベンジジンおよび15%メタ
ノールを含む?、hMクエン酸溶液1001を遮光容器
に充填し、発色基質を製造した。
以上a)、 b)およびC)を組合せてポリアミン測定
試薬を製造した。
実施例4 ポリアミン酸化酵素を用いた比色法によるポ
リアミン測定 N1−アセチルスペルミジン(SIGMA社)を78d
りん酸緩衝生理食塩水(pHs、a)で、各々50゜2
5.12.5.8.25 p−Mに希釈し、標準溶液を
調製した。
ガラス試験管(φ 1.2X lOcm)に前記の各濃
度の標準溶液をll1l入れ、実施例1で精製したポリ
アミン醸化酵素10単位を含む0.3+M  Tris
−MCI緩衝液(pH9,5)  1mlを加えて攪拌
し、30°Cで30分間反応させた0反応終了後、lO
単位ペルオキシダーゼ、3+mMテトラメチルベンジジ
ンおよび30%メタノールを含む0.2Mクエン酸溶液
1mlを加えて攪拌し、5分後に分光光度計により 8
55nmの吸光度を測定した。得られた標準曲線を第1
図に示した。
実施例5 ポリアミン酸化酵素を用いた蛍光法によるポ
リアミンの測定 s!−アセチルスペルミジン(SIG>IA社)を7θ
mWりん酸緩衝生理食塩水(pH8,4)で、各々50
.25、12.5.8.25gM ニ希釈シ、標準溶液
を調製した。
ガラス試験管(φ 1.2X 10cm)に調製した各
濃度の標準溶液を9.1ml入れ、実施例1で精製した
ポリアミン酸化酵素lO単位、ペルオキシダーゼ(東洋
紡■製)lθ単位および0.5mM(p−ハイドロキシ
フェニル)プロピオン酸を含む0.2M Tris−H
CI緩衝液(pH9,5)を加え攪拌し、30℃で30
分間反応させた0次に、■ジチオスレイトール溶液3G
4+を加え反応を停止した。この溶液を蛍光光度計を用
いて、励起波長320nm 、蛍光波長494nmで蛍
光強度″  を測定した。得られた標準曲線を第2図に
示した。
実施例6 患者法の測定 胃癌患者10例、大腸癌患者4例、血液癌患者4例、肺
癌患者2例、および健常人20例の各派についてN1−
アセチルスペルミジンおよびアセチルスペルミンの総量
を測定した。測定は、標準溶液又は被検尿11を使用し
、実施例2と同様に行なった。°測定値は、24時間尿
換算した♂−アセチルスペルミジン値で表わ′し、第4
表および第5図に示した。
第4表 癌患者尿の測定 ポリアミン酸化酵素の精製のときの各溶出分画の酵素活
性の測定は、次の参考側記載の方法により行った。
参考例1 ポリアミン酸化酵素活性の測定法(a)蛍光
基質によるポリアミン酸化酵素活性測定法 0.5mM(P−ハイドロキシフェニル)フロピオン酸
(Aldr ich社)、2単位ベルオキシターゼ(東
洋紡社) 、  0.4mM  N’−アセチルスペル
ミジン(SIGMA社)、1mM  アジ化ナトリウム
とから成る 0.114 Tris−HCI (pH9
,0)緩衝液2.951m1を、ガラス試験管(φ1.
2X 10cm)に入れ、検体50ル1を加え攪拌後3
0℃で1時間反応させた0反応終了後試験管を氷冷し、
反応を停止した後に、その溶液をセルに移し蛍光光度計
により励起波長320nm、蛍光波長404nmで蛍光
強度を測定した。
参考例2 ポリアミン酸化酵素の定量方法(a)過酸化
水素標準溶液の調製 35%過酸化水素水(和光紬薬)を0.5N過マンガン
酸溶液により滴定した。この過酷化水素をホールピペッ
トおよびメスフラスコを用い蒸留水により希釈し200
 fiLM過斂化水素溶液を調製した。この溶液を蒸留
水により倍々に希釈し、100、50.25.12.5
9LH過酸化水素溶液を調製した。
(b)ポリアミン酸化酵素の定量 0.5mM(p−ハイドロキシフェニル)プロピオン酸
、2単位ベルオキシターゼ、0.4mM  N’−アセ
チルスペルミジンからなる0、IM Tris−HCI
(pH9,0)緩衝液を、ガラス試験管(φ 1.2X
10cm)に2.95m1入れ、30℃恒温槽で5分間
放置し、その後参考例2の(a)に示した過酸化水素標
準溶液または検体をそれぞれ50JLlずつ加えて攪拌
し、30℃恒温槽で30分間反応させた0反応終了後、
1Mジチオスレイトール溶液30JL1を加えて攪拌し
、蛍光光度計により、励起波長320nm、蛍光波長4
04mmで蛍光強度を測定した。
このようにして得た過酸化水素標準曲線から、30分間
に酵素が生成した過酸化水素量を測定した。酵素単位は
、30℃pi(9,0の条件で1分間にN1−アセチル
スペルミジンl n5al酸化するのを触媒するのに必
要な酵素量と定義した。
【図面の簡単な説明】
第1図は実施例4.第2図は実施例5、第3図は実施例
1の(C)、第4図は実施例1の(d)および第5図は
実施例6の測定結果を示すグラフである。 特許出願人  持田製薬株式会社 21図 N1−ゴt+ルスヤルミジン:*、11<μM)牙2図 !九強塵 0  6.25   +25      25.0  
          50.ON’−7t+ルスベルミ
ジ〉(μM) 牙5図 人       t !九3*! (’/、 ) i’LkAM化71(を量(nmol)a油

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)動物細胞から得られたポリアミン酸化酵素からな
    ることを特徴とする尿中ポリアミン量を酵素法により測
    定するためのポリアミン測定試薬。
  2. (2)動物細胞が、哺乳動物由来である特許請求の範囲
    第1項記載の測定試薬。
  3. (3)動物細胞が、肝臓または腎臓由来である特許請求
    の範囲第1項記載の測定試薬。
  4. (4)ポリアミン酸化酵素、ペルオキシダーゼおよび発
    色色素または蛍光色素との組合せを含む尿中ポリアミン
    を酵素法により測定する試薬において、ポリアミン酸化
    酵素が動物細胞由来のポリアミン酸化酵素であることを
    特徴とするポリアミン測定試薬。
  5. (5)動物細胞が、哺乳動物由来である特許請求の範囲
    第4項記載の測定試薬。
  6. (6)動物細胞が、肝臓または腎臓由来である特特許請
    求の範囲第4項記載の測定試薬。
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JPH0289732A (ja) * 1988-09-26 1990-03-29 Mutoh Ind Ltd 給紙装置
JP2000074917A (ja) * 1998-08-27 2000-03-14 Yamasa Shoyu Co Ltd ジアセチルポリアミンの測定法及びキット
JP2018072103A (ja) * 2016-10-27 2018-05-10 学校法人順天堂 パーキンソン病の重症度判定方法
WO2019151381A1 (ja) * 2018-01-31 2019-08-08 ダイキン工業株式会社 アセチルポリアミン検出剤

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