SU1620483A1 - Method of producing enzymic preparation for quantitative analysis of thiamine diphosphate in biological objects - Google Patents

Method of producing enzymic preparation for quantitative analysis of thiamine diphosphate in biological objects Download PDF

Info

Publication number
SU1620483A1
SU1620483A1 SU884433062A SU4433062A SU1620483A1 SU 1620483 A1 SU1620483 A1 SU 1620483A1 SU 884433062 A SU884433062 A SU 884433062A SU 4433062 A SU4433062 A SU 4433062A SU 1620483 A1 SU1620483 A1 SU 1620483A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
complex
acetone
protein
decarboxylase
tdf
Prior art date
Application number
SU884433062A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Иван Петрович Черникевич
Эмма Александровна Гриценко
Александр Федорович Макарчиков
Original Assignee
Институт биохимии АН БССР
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Институт биохимии АН БССР filed Critical Институт биохимии АН БССР
Priority to SU884433062A priority Critical patent/SU1620483A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1620483A1 publication Critical patent/SU1620483A1/en

Links

Abstract

Изобретение относитс  к способам получени  ферментных препаратов из микробиологического сырь  и может быть использовано в ферментной промышленности , а получаемый комплекс - дл  количественного определени  уровн  тиаминдифосфата (ТДФ). Цель изобретени  - расширение технологических возможностей способа, ускорение процесса и удешевление целевого продукта, Способ предусматривает использование свежей пастообразной массы пивных дрожжей 7-9 регенераций. Готов т суспензию дл  экстрагировани  белкового препарата, которую обрабатывают ультразвуком с частотой 20-22 кГц в течение 18-25 мин с последующим двух- этапным фракционированием ацетоном и сульфатом аммони . На первом этапе ацетонового фракционировани  на каждые 1UU мл дрожжевого экстракта добавл ют 55 мл ацетона, а на втором - 10 мл. Заключительную очистку выполн ют адсорбционной хроматографией на аксиапатите элюцией комплекса 0,12 М фосфатным буфером до соотношени  пи- руватдекарбоксилазной и алкогольде- гидрогеназной активностей в ферментном комплексе 1 : (0,15-0,5) при пи- руватдекарбоксилазной активности не менее 14 ед. акт./мг белка. После заключительной очистки белкового препарата получают апопируватдекарбокси- лазу в составе комплекса с последующей его стабилизацией. 3 ил. 3 табл. а SS О5 ГС О Ј 00 соThe invention relates to methods for producing enzyme preparations from microbiological raw materials and can be used in the enzyme industry, and the resulting complex is for quantitative determination of the level of thiamine diphosphate (TDF). The purpose of the invention is to expand the technological capabilities of the method, accelerate the process and reduce the cost of the target product. The method involves the use of a fresh pasty mass of brewer's yeast 7-9 regenerations. A suspension is prepared to extract the protein preparation, which is sonicated at a frequency of 20-22 kHz for 18-25 minutes, followed by two-stage fractionation with acetone and ammonium sulfate. At the first stage of acetone fractionation, 55 ml of acetone is added to every 1UU ml of yeast extract, and 10 ml is added to the second. Final purification is performed by adsorption chromatography on axiapatite by elution of a complex of 0.12 M phosphate buffer to a ratio of pyruvate decarboxylase and alcoholdehydrogenase activities in the enzyme complex 1: (0.15-0.5) with pyruvate decarboxylase activity of at least 14 units. act./mg protein. After final purification of the protein preparation, apopiruvated decarboxylase is obtained in the composition of the complex with its subsequent stabilization. 3 il. 3 tab. and SS О5 ГС О Ј 00 with

Description

Изобретение относитс  к биотехнологии получени  ферментных препаратов из микробиологического сырь  и может быть использовано в ферментной промышленности, а получаемый комплекс - дл  количественного определени  уровн  тиаминдифосфата (ТДФ) вThe invention relates to biotechnology for producing enzyme preparations from microbiological raw materials and can be used in the enzyme industry, and the resulting complex is used for quantitative determination of the level of thiamine diphosphate (TDF) in

крови или другой биологической жидкости с целью диагностики ранней 1 Bi-недостаточности при обследовании 1 различных слоев населени  в стационарных услови х клиники или в обычных услови х, а также в животноводстве при выращивании молодн ка на животноводческих комплексах и в зверо- хоз йствах.blood or other biological fluids for the purpose of diagnosing early 1 Bi-deficiency during the examination of 1 different layers of the population at stationary clinics or under normal conditions, as well as in animal husbandry when growing young on livestock complexes and in animal husbandry.

Определение общего ТДФ в биологических объектах осуществл ют ферментативном методом, который основан на способности дифосфорного эфира как кофермента рекомбинировать в апо пируватдекарбоксилазой. Образующа с  при этом активна  холоформа белка окисл ет пируват до уксусного альдегида , который в сопр женной системе с алкогольдегидрогеназой и восстановленным никотинамидадениндинуклеоти- дом (НАДН) превращаетс  в этиловый спирт. О скорости реакции суд т по снижению поглощени  НАДН при 340 нм. Количественное содержание ТДФ, пропорциональное акт внести образовавшейс  холопируватдекарбоксилазы и убыли восстановленного НАД, наход т по калибровочному --рафику с известными концентраци ми кофермента. Основ - ными компонентами системы, обеспечивающими рекомбинацию тиаминдифосфата и последующее окисление пирувата, а затем и НАДН, служат алкогольдегид- рогеназа и апопируватдекарбоксилаза.Determination of total TDF in biological objects is carried out by an enzymatic method, which is based on the ability of a diphosphoric ester as a coenzyme to recombine in an apopyruvate decarboxylase. The resulting active protein choloform oxidizes pyruvate to acetic aldehyde, which in the conjugate system with alcohol dehydrogenase and reduced nicotinamide adenine dinucleotide (NADH) is converted into ethyl alcohol. The reaction rate is judged by the decrease in NADH absorption at 340 nm. The quantitative content of TDF, which is proportional to the act of introducing the formed holopiruvate decarboxylase and a decrease in the reduced NAD, is determined using a calibration curve with known concentrations of the coenzyme. The main components of the system, which ensure the recombination of thiamine diphosphate and the subsequent oxidation of pyruvate, and then NADH, are alcohol dehydrogenogenase and apopiruvate decarboxylase.

Цель изобретени  - расширение технологических возможностей способа, ускорение процесса и удешевление целевого продукта.The purpose of the invention is to expand the technological capabilities of the method, speeding up the process and cheapening the target product.

Способ осуществл етс  следующим образом.The method is carried out as follows.

Берут свежую пастообразную массу пивных дрожжей Saccharomyces carls- bergensis 7-9 регенераций и готов т суспензию дл  экстрагировани  белкового препарата. Приготовленную суспезию обрабатывают ультразвуком с частотой 20-22 кГц в течение 18-25 мин и провод т двухэтапное фракционирование ацетоном и сульфатом аммони . На пзрвом этапе ацетонового фракционировани  на каждые 100 мл дрожжевог экстракта добавл ют 55 мл ацетона, а на втором - 10 мл ацетона. Затем выполн ют адсорбционную хроматографию на гидроксиапатите элюцией комплекса 0,12 М фосфатным буфером до соотношени  пируватдекарбоксилазной и алкогольдегидрогеназной активносте в полученном ферментном комплексе 1:(0,15-0,5), причем пируватдекарбок силазна  активность должна составл т не менее 14 2д„акТо/мг белка.A fresh pasty mass of Saccharomyces carls-bergensis 7-9 yeast beer yeast is taken for regeneration and a suspension is prepared to extract the protein preparation. The prepared suspension is treated with ultrasound at a frequency of 20-22 kHz for 18-25 minutes and two-stage fractionation with acetone and ammonium sulfate is carried out. At the pseudo stage of acetone fractionation, 55 ml of acetone is added to each 100 ml of yeast extract, and 10 ml of acetone is added to the second. Then, adsorption chromatography on hydroxyapatite is performed by elution of a complex of 0.12 M phosphate buffer to a ratio of pyruvate decarboxylase and alcohol dehydrogenase activity in the resulting enzyme complex 1: (0.15-0.5), and the pyruvate decarboc strength should be at least 14 2d by acto. / mg protein.

После заключительной очистки на гидроксиапатите белкового препарата получают апопируватдекарбоксилазу вAfter the final purification of the protein preparation on hydroxyapatite, apopiruvate decarboxylase is obtained in

составе комплекса с последующей его стабилизацией, так как ферментативный метод определени  ТДФ в биологи- ческих объектах с использованиемthe composition of the complex with its subsequent stabilization, as the enzymatic method for the determination of TDF in biological objects using

ферментного комплекса основан на способности дифосфорного эфира как ко фермента рекомбинировать с апопиру- BL декарбоксилазой.The enzyme complex is based on the ability of a diphosphoric ester as a coenzyme to recombine with an apopiru-BL decarboxylase.

Наилучший эффект от использовани  . способа наблюдаетс  при проведении ацетонЬвого фракционировани  на первом этапе добавлением 55 мл ацетона на каждые 100 мл дрожжевого экстрактаThe best effect from use. of the method is observed when the acetone fractionation is carried out in the first stage by adding 55 ml of acetone for every 100 ml of yeast extract

и заключительной очистки целевого продукта элюцией комплекса 0,12 М фосфатным буфером до соотношени  пируватдекарбоксилазной и алкогольдегидрогеназной активностей в ферментномand final purification of the target product by elution of a complex of 0.12 M phosphate buffer to the ratio of pyruvate decarboxylase and alcohol dehydrogenase activities in the enzyme

0 комплексе 1:(0,15-0,5), при пируватдекарбоксилазной активности не менее 14,0 ед.акт./мг белка.0 complex 1: (0,15-0,5), with pyruvate decarboxylase activity of at least 14.0 units of act. / Mg protein.

Увеличение количест ва вносимого ацетона свыше 55 мл на каждые 100 млIncreasing the amount of acetone added over 55 ml for every 100 ml

5 дрожжевого экстракта на первом этапе ацетонового фракционировани  ведет к удалению из ферментного комплекса одного из двух компонентов - алкоголь- дегидрогеназы. При повышении первоначального объема ацетона от 58 до 60 мл, добавл емого на каждые 100 мл дрожжевого экстракта, ферментный комплекс содержит остаточные концентрации (следы) алкогольдегидрогеназы, а увеличении количества ацетона свыше 60 мл - алкогольдегидрогеназа в комплексе не обнаруживаетс . Уменьшение объема ацетона ниже 55 мл, добавл емого на каждые дрожжевого экстракта, резко снизит содержание пируватдекарбоксилазы в ферментном комплексе. При добавлении 52-53 мл ацетона на каждые 100 мл дрожжевого экстракта ферментный комплекс содержит следы пируватдекарбоксилазы, при внесении 54 мл ацетона - активность пируватдекарбоксилазы снижена.5 of the yeast extract in the first stage of acetone fractionation leads to the removal of one of the two components from the enzyme complex - alcohol-dehydrogenase. With an increase in the initial volume of acetone from 58 to 60 ml, added for every 100 ml of yeast extract, the enzyme complex contains residual concentrations (traces) of alcohol dehydrogenase, and an increase in the amount of acetone over 60 ml does not reveal alcohol dehydrogenase in the complex. Reducing the volume of acetone below 55 ml added to each yeast extract will drastically reduce the pyruvate decarboxylase content in the enzyme complex. When adding 52-53 ml of acetone for every 100 ml of yeast extract, the enzyme complex contains traces of pyruvate decarboxylase; when 54 ml of acetone is added, the activity of pyruvate decarboxylase is reduced.

Увеличение мо рности фосфатного буфера свыше 0,12 М ведет к снижению активности ферментного комтекса за счет элюции примесных белков, а сни- жение мол рности этого же буфера ниже 0,12 М способствует разделению алкогольдегидрогеназы и пируватдекарбоксилазы (алкогольдегидрогеназа ос5 таетс  на колонке с адсорбентом). Дл  количественного определени  тиаминдифосфата в биологических объектах ферментативным методом необходимо,,An increase in the phosphate buffer morbidity above 0.12 M leads to a decrease in the activity of the enzyme comtex due to the elution of impurity proteins, and a decrease in the molarity of the same buffer below 0.12 M promotes the separation of alcohol dehydrogenase and pyruvate decarboxylase (alcohol dehydrogenase is found on the column with adsorbent) . To quantify thiamine diphosphate in biological objects using the enzymatic method,

00

5five

00

5five

00

чтобы соотношение пируватдекарбокси- лазной и алкогольдегидрогеназной активностей в ферментном комплексе составл ло 1:(0,15-0,5) при пируват- декарбоксилазной активности не менее 14,0 ед.акт./мг белка.so that the ratio of pyruvate decarboxylase and alcohol dehydrogenase activities in the enzyme complex was 1: (0.15-0.5) with pyruvate decarboxylase activity of at least 14.0 units of act. / mg of protein.

Превышение указанных верхних пределов не приводит к существенному повышению чувствительности ферментативного способа определени  ТДФ с использованием ферментного комплекса в биологических объектах по сравнениExceeding these upper limits does not lead to a significant increase in the sensitivity of the enzymatic method for the determination of TDF using an enzyme complex in biological objects compared to

с примен емым соотношением пируват- декарбоксилазной и алкогольдегидрогеназной активностей, а снижение указанных пределов способствует резкому ослаблению чувствительности. Кроме того, уменьшение пируватдекарбоксила ной активности ниже 14,0 ед.акт./мг белка также ведет к значительному ослаблению чувствительности ферментативного способа определени  ТДФ с использованием данного комплекса в биологических объектах.with an applied ratio of pyruvate-decarboxylase and alcohol dehydrogenase activities, and a decrease in these limits contributes to a sharp decrease in sensitivity. In addition, a decrease in pyruvate decarboxyl activity lower than 14.0 units of act./mg protein also leads to a significant weakening of the sensitivity of the enzymatic method for determining TDF using this complex in biological objects.

Изобретение иллюстрируетс  примерами , iThe invention is illustrated by examples, i

ПримерExample

1. Подготовка исходного материала, выделение и очистка комплекса пируватдекарбоксилазы и ал когольдегидрогеназы. Берут 5 кг свежих пивных дрожжей Saccharomyces carlsbergensis 7-9 регенерации. Свеж дрожжевые клетки многократно промывают холодной водой и центрифугируют 15 минут при 5000 g. Полученную пастобразную массу используют дл  приготовлени  суспензии и экстрагировани  белкового препарата. Дл  этого 400 г дрожжевых клеток смешивают с 1750 мл водного раствора, содержащего 67 мл глицерина, 0,668 г ЭДТА, 13,2 г и 2,8 г (. Приготовленную суспензию интенсивно перемешивают в течение 10 мин. Смесь охлаждают до -2°С и обрабатывают ультразвуком при частоте 22 кГц в течение 20 мин, добива сь полного разрушени  клеток, способствующего максимальному выходу конечного продукта. Полученный дрожжевой экстракт центрифугируют в течение 30 мин при 4000 g, а затем 1 ч при 105000 g. Осевшие после центрифугировани  субклеточные фракции удал ют , а на каждые 100 мл надосадоч- ной жидкости при непрерывном перемешивании приливают по 55 мл ацетона, охлажденного до -20°С, не допуска  нагревани  раствора выше 0°С. После1. Preparation of the starting material, isolation and purification of the complex of pyruvate decarboxylase and alcohol dehydrogenase. Take 5 kg of fresh beer yeast Saccharomyces carlsbergensis 7-9 regeneration. Fresh yeast cells are washed several times with cold water and centrifuged for 15 minutes at 5000 g. The resulting pasty mass is used to prepare a suspension and extract the protein preparation. To do this, 400 g of yeast cells are mixed with 1750 ml of an aqueous solution containing 67 ml of glycerol, 0.668 g of EDTA, 13.2 g and 2.8 g (. The prepared suspension is vigorously stirred for 10 minutes. The mixture is cooled to -2 ° C and sonicate at a frequency of 22 kHz for 20 minutes, until complete destruction of the cells is achieved, contributing to the maximum yield of the final product. The obtained yeast extract is centrifuged for 30 minutes at 4000 g and then 1 hour at 105000 g. The subcellular fractions that have settled after centrifugation are removed and for every 100 ml nadosad 55 ml of acetone, cooled to -20 ° C, are added with continuous stirring to prevent the solution from heating above 0 ° C.

00

5 five

15-минутного выдерживани  при этой температуре суспензию центрифугируют в течение 5 мин при 4000 g и осадок отбрасывают. На каждые 100 мл надо- садочной жидкости повторно приливают по 10 мл ацетона, снижа  температуру раствора до -2°С. Через 15 мин экстракт центрифугируют, а конечный осаQ док быстро суспендируют в 400 мл 0,02 М трис-HCl буфера, рН 7,3, с 1 М ЭДТА и 5 мМ цистеин-гидрохлоридом . После 30-минутного перемешивани  при О С однородный белковый раст-After 15 minutes at this temperature, the suspension is centrifuged for 5 minutes at 4000 g and the precipitate is discarded. For every 100 ml of supernatant, 10 ml of acetone is re-added, reducing the temperature of the solution to -2 ° C. After 15 minutes, the extract is centrifuged, and the final residue is quickly suspended in 400 ml of 0.02 M Tris-HCl buffer, pH 7.3, with 1 M EDTA and 5 mM cysteine hydrochloride. After 30 minutes of stirring at 0 ° C, homogeneous protein growth is

5 вор подвергают фракционированию сульфатом аммони , добавл   108 г сухого измельченного (К1Ц)г.504. Через 1 ч смесь центрифугируют, осадок отбрасывают , а на каждые 100 мл надосздоч0 ной жидкости повторно внос т по 7 г сульфата аммони  в течение 20 мин при перемешивании. Высоленный белок собирают центрифугированием.5 The thief is subjected to ammonium sulfate fractionation by adding 108 g of dry ground (K1C), 504. After 1 h, the mixture is centrifuged, the precipitate is discarded, and for every 100 ml of supernatant, 7 g of ammonium sulfate are re-introduced within 20 minutes with stirring. Salted protein is collected by centrifugation.

Заключительную очистку осуществ- 5 л ют методом адсорбционной хроматографии на гидроксиапатите. Экспериментально подобрано значение рН и ионной силы уравновешивающего буфера, при котором ферментный комплекс не св зываетс  адсорбентом и обнаруживаетс  в первых же фракци х элюирую- щего раствора, тогда как сопутствующие примеси все еще эффективно удерживаютс  на носителе. С этой целью белок (3 г) сульфо-аммонийной пасты диализуют в течение 4 ч против 20-кратного объема 0,12 М натрий-фосфатного буфера, рН 6,8, с 2 мМ Mg2, 1 мМ ЭДТА, 0,5 мМ ТДФ и 5 мМ цистеинFinal purification is carried out by the method of adsorption chromatography on hydroxyapatite. The pH and ionic strengths of the equilibrium buffer were experimentally selected, in which the enzyme complex does not bind with the adsorbent and is found in the very first fractions of the eluting solution, while the associated impurities are still effectively retained on the carrier. To this end, protein (3 g) of sulfo-ammonium paste is dialyzed for 4 hours against a 20-fold volume of 0.12 M sodium phosphate buffer, pH 6.8, with 2 mM Mg2, 1 mM EDTA, 0.5 mM TDF and 5 mM cysteine

гидрохлоридом, а выпавший осадок удал ют центрифугированием. Надосадоч- ную жидкость разбавл ют исходным 0,12 М натрий-фосфатным буфером до концентрации белка в растворе 10 мг/мл, смешивают с 3-кратным объемом уплотненного осадка гидроксиапатита, уравновешенного этим же буфером, и после 10 мин экспозиции при 4°С центрифугируют 10 мин при 12000g. Надосадоч- на  жидкость содержит смесь алкоголь- дегидрогеназы и пирувзтдекарбоксила- - зы. Дл  полноты экстракции адсорбент повторно промывают, белок надосадоч- ной жидкости объедин ют, осаждают (NH4)SO (полное высаливание) и собирают центрифугированием. На данном этапе очистки (табл. 1) удельна  активность пируватдекарбоксилазы возрастает в 2,9 раза (с 4,8 ед. акт./мгhydrochloride, and the precipitated precipitate is removed by centrifugation. The supernatant was diluted with the original 0.12 M sodium phosphate buffer to a protein concentration of 10 mg / ml, mixed with 3 times the volume of hydroxyapatite compacted sediment, equilibrated with the same buffer, and centrifuged at 10 ° C for 10 min. 10 min at 12000g. The supernatant contains a mixture of alcohol-dehydrogenase and pyruvstedecarboxylase. For completeness of extraction, the adsorbent is rewashed, the protein of the supernatant is combined, precipitated (NH4) SO (salting out) and collected by centrifugation. At this stage of purification (Table 1), the specific activity of pyruvate decarboxylase increases 2.9 times (from 4.8 units of act. / Mg

7171

,0 ед.акт./мг), а алкогольдегид рогеназы - в 1,75 раза (с 1 ,2 ед.акт./ до 2, ед.акт./мг) и  вл етс  приемлемой дл  ферментативного определе- ни  содержани  ТДФ. Соотношение пиру ватдекарбоксилазной (14 ед.акт./мг белка) и алкогольдегчдрогеназной (2,1 ед о акт ,,/мг белка) активностей в ферментном комплексе составл ет 1:0,15 (табл. 1)., 0 units of act. / Mg), and alcoholdehyde of rogenase - 1.75 times (from 1, 2 units of act. / To 2, units of act. / Mg) and is acceptable for enzymatic determination of the content of TDF . The ratio of pera vatdecarboxylase (14 units of act. / Mg of protein) and alcohol dehydrogenase (2.1 units of act ,, / mg of protein) activity in the enzyme complex is 1: 0.15 (Table 1).

Процесс выделени  занимает 12 ч.The excretion process takes 12 hours.

Пример 2. Получение апопиру ватдекарбоксилазы в составе комплекса и его стабилизаци .Example 2: Preparation of apopiru vatdecarboxylase in the complex and its stabilization.

Получение апопируватдекарбоксила- зы основано на способности холоферме ча легко диссоциировать в щелочной среде с освобожде -ем ТДФ и ионовThe preparation of apopiruvate decarboxylase is based on the ability of a holoform farm to easily dissociate in an alkaline medium with the release of TDF and ions.

л jil ji

Mg . Дл  удалени  кофермента осажденный после фракционировани  на гидрокси патите ферментный комплекс (680 мг) раствор ют в 5 мл 0,01 М трис-HCl буфера, рН 950, с 1 мМ ЭДТА и 5 мМ цистеин-гидрохлоридом, выдер- живают дл  полноты диссоциации при данном рН в течение 15 мин и нанос т на колонку (5,4X70 см) с декстрановым гелем ЭД-1,0 (фракци  до 50 мкМ), уравновешенную исходным буфером. ПоMg. To remove the coenzyme, the enzyme complex (680 mg) precipitated after fractionation on hydroxy patite is dissolved in 5 ml of 0.01 M Tris-HCl buffer, pH 950, with 1 mM EDTA and 5 mM cysteine hydrochloride, is removed for complete dissociation at pH for 15 min and applied to a column (5.4 x 70 cm) with dextran gel ED-1.0 (fraction up to 50 µM), equilibrated with the initial buffer. By

мере выхода белка раствор собирают в объеме 30 мл. ТДФ элюируетс  позже начина  с 40 мл, В таком состо нии без кофермента апофермент чувствителен к наличию с льфгидрильных реагентов , ионов металла, воздействию рН, температуры и ионной силы буферного раствора, поэтому скорость тока жидкости через колонку должна быть достаточно высокой (36-48 мп/ч), а элюируемый белок после выхода немедленно стабилизирован (способность к рекомбинации апопируватдекарбокси- лазы дрожжей сохран етс  в 0,01 М трис-HCl буфере, рН 9,0 в течение ч), Все операции по выделению апофермента и последующей защите от инактивации провод т при .as protein yield solution is collected in a volume of 30 ml. TDF elutes later starting with 40 ml. In this state without coenzyme, the apoenzyme is sensitive to the presence of lyophhydryl reagents, metal ions, the effect of pH, temperature and ionic strength of the buffer solution, therefore the flow rate of the liquid through the column should be quite high (36-48 mp / h), and the eluted protein after release is immediately stabilized (the capacity for recombination of yeast apopiruvate decarboxylase is retained in 0.01 M Tris-HCl buffer, pH 9.0 for an hour), All operations for the isolation of the apoenzyme and subsequent protection against inactivation and is carried out at.

Стабилизацию комплекса апопируват декарбоксилазы и алкогольдегидрогена зы осуществл ют глицерином или сульфатом аммони  в присутствии ионов Mg2-4. В первом случае значение рН элюируемого с колонки раствора апофермента снижают 0,05 М натрий-фосфатным буфером до 6,8, а затем сюда же внос т глицерин и 0,5 М MgSO$ до конечной концентрации компонентов 30 и 0,02 М соответственно. Во втоThe stabilization of the apopiruvate decarboxylase and alcohol dehydrogenase complex is carried out with glycerol or ammonium sulfate in the presence of Mg2-4 ions. In the first case, the pH of the apoferment solution eluted from the column is reduced by 0.05 M sodium phosphate buffer to 6.8, and then glycerol and 0.5 M MgSO $ are added to the final concentration of components 30 and 0.02 M, respectively. Wto

00

5five

00

5five

483483

(  (

00

5five

00

8eight

ром - к белковому элюату при непрерывном перемешивании приливают равный объем 5,4 М сульфата аммони  в 0,1 М натрий-фосфатном буфере, ,8, с 0,04 М MgS04, после чего белок лиофилизируют на установке дл  сублимационной сушки при температуреrum - an equal volume of 5.4 M ammonium sulfate in 0.1 M sodium phosphate buffer, 8, with 0.04 M MgSO4 is poured into the protein eluate with continuous stirring, after which the protein is lyophilized using a freeze-drying unit at a temperature of

и давлении б.. В 30%-номand pressure b .. At 30%

г.year

5five

00

5five

глицерине в присутствии Mg реактиваци  апопируватдекарбоксилазы с низкими концентраци ми ТДФ и алкоголь- дегидрогеназна  активность остаютс  высокими в пределах 1,0-1,5 недель, позвол   проводить серийные исследовани  уровн  ТДФ в биологических объектах без ежедневной практики подбора необходимой концентрации белка- апофермента, как это наблюдаетс  в iлучае работы с сульфо-аммонийными препаратами.glycerol in the presence of Mg, the reactivation of apopiruvate decarboxylase with low concentrations of TDF and alcohol-dehydrogenase activity remains high within 1.0-1.5 weeks, allowing serial studies of the level of TDF in biological objects without the daily practice of selecting the required apoenzyme protein concentration, observed in work with sulfo-ammonium preparations.

Лиофилизированный из 2,7 М ( 0,02 М MgSOq. комплекс стабилен в течение года (табл. 2).Lyophilized from 2.7 M (0.02 M MgSOq. Complex is stable throughout the year (Table 2).

Пример 3. Модельна  система количественного определени  ТДФ в биологических объектах: в животных ткан х , крови.Example 3. Model system for quantification of TDF in biological objects: in animal tissues, blood.

С целью диагностики В -недостаточ- ности с использованием ферментного комплекса животных за 12 ч до забо  лишают пищи. После декапитации животного исследуемые ткани быстро извлекают , очищают от оболочек: продавливают через пресс с диаметром пор 1 мм и гомогенизируют в гомогенизаторе с тефлоновым пестиком (7-9 движений) с 5 объемами охлажденной до 0 - 2°С 17%-ной трихлоруксуеной кислоты. Гомо- генат центрифугируют 10 мин приIn order to diagnose B-deficiency with the use of an enzyme complex of animals, 12 hours before slaughter, they are deprived of food. After decapitation of the animal, the studied tissues are quickly removed, cleaned from the membranes: they are forced through a press with a pore diameter of 1 mm and homogenized in a homogenizer with a Teflon pestle (7–9 movements) with 5 volumes of 17% trichloroxy xenoic acid cooled to 0–2 ° C. The homogenate is centrifuged for 10 minutes at

3000 об/мин, а осадок повторно перемешивают с 5 объемами 7%-ной трихлоруксуеной кислоты при 0 - 2 С с по- - следующим центрифугированием. Полученную от двух центрифугирований на- досадочную жидкость дважды обрабатывают 3 объемами насыщенного водного раствора эфира дл  удалени  трихлоруксуеной кислоты. Конечное разведение дл  тканей печени, почек, сердца, равное 1:20, а мозга и мышц 1:10 достигаетс  внесением к безбелковому экстракту 0,05 М натрий-фосфатного буфера рН 6,8, после чего отбирают аликвоты по 0,1 мл дл  рекомбинации содержащегос  в ткан х ТДФ с апрпи- руватдекарбоксилазой фурментного комплекса. Рекомбинацию провод т при комнатной температуре в течение 30 мин.3000 rpm, and the precipitate is re-mixed with 5 volumes of 7% trichloroxy acid at 0-2 C, followed by centrifugation. The supernatant obtained from two centrifugations is treated twice with 3 volumes of a saturated aqueous solution of ether to remove the trichloroxy acid. The final dilution for the liver, kidney, heart tissues is 1:20, and the brain and muscles 1:10 is achieved by adding to the protein-free extract of 0.05 M sodium phosphate buffer pH 6.8, after which 0.1 ml aliquots are taken for recombination of TDF contained in tissues with aprivate decarboxylase of the furancy complex. Recombination is carried out at room temperature for 30 minutes.

Дл  этого к анализируемым аликвотам добавл ют по 0,1 мл 0,02 М MgSO$ и 0,1 мл раствора очищенного ферментного комплекса апопируватцекарбокси- лазы с алкогольдегидрогеназой (200- 600 мкг белка), разбавленного до необходимой концентрации 0,05 М натрий- фосфатным буфером, рН 6,8. ОбщийTo do this, to the analyzed aliquots, add 0.1 ml of 0.02 M MgSO1 and 0.1 ml of a solution of the purified enzyme complex of apopiruvatecarcinyl oxidase with alcohol dehydrogenase (200-600 µg of protein) diluted to the required concentration of 0.05 M sodium phosphate buffer, pH 6.8. Overall

оси абсцисс используемые концентрации ТДФ, а по оси ординат соответствующие им значени  экстннкции за вычетом контрол , фиксирующего степень самопроизвольного окислени . НАД- Н в отсутствие (см. фиг. 1-3) . Ь ри ферментативной детекции общего ТДФ в анализируемых пробах крови или ткаThe abscissa axis is the concentration of TDF used, and the ordinate is the corresponding extrusion value minus the control fixing the degree of spontaneous oxidation. NADH in the absence (see Fig. 1-3). B during the enzymatic detection of total TDF in the analyzed blood or tissue samples

1515

2020

2525

30thirty

объем довод т исходным 0,05 М натрий- JQ ней регистрируемые в эксперименте фосфатным буфером до 0,8 мл. По истечении времени инкубации в каждую пробу внос т по 2,0 мл 0,15 М натрий- цитратного буфера, рН 5,9 и 0,1 мл 0,2 М пировинограднокислого натри . Реакцию запускают добавлением 0,1 мл 0,5 мМ НАД Н, измер   изменение оптической плотности раствора первые 3 мин приД 340 нм. По суммарной величине спектрофотометрически регистрируемой оптической плотности (OD) наход т соответствующее ей значение точки на калибровочной кривой. Ее параметры, умноженные -на исходное разведение ткани, соответствуют искомому значению концентрации общего ТДФ.the volume was adjusted with 0.05 M sodium-JQ baseline, recorded in the experiment with phosphate buffer, to 0.8 ml. After the time of incubation, 2.0 ml of 0.15 M sodium citrate buffer, pH 5.9 and 0.1 ml of 0.2 M sodium pyruvic acid are introduced into each sample. The reaction is started by adding 0.1 ml of 0.5 mM NAD N, measuring the change in the optical density of the solution for the first 3 minutes at 340 nm. From the total value of the spectrophotometrically recorded optical density (OD), they find the corresponding value of a point on the calibration curve. Its parameters, multiplied by the original tissue dilution, correspond to the desired value of the concentration of total TDF.

Кровь отбирают из безым нного пальца обследуемых пациентов, в течение 8-10 ч до анализа не принимавших пищу. Дл  определени  уровн  ТДФ 0,2 мл капилл рной крови смешивают с 0,4 мл охлажденного до 4°С 0,05 М натрий-фосфатного буфера, рН 6,8, содержащего 2%-ный гепарин. После 15-минутной экспозиции при 4°С смесь кип т т 2 мин, центрифугируют 10 мин при 3000 об/мин и отсюда отбирают аликвоты по 0,2 мл дл  рекомбинации ТДФ исследуемых проб с апопируватдекарбоксилазой. Услови  проведени  рекомбинации идентичны таковым дл  животных тканей.Blood is taken from the bezim of the finger of the examined patients who have not taken food for 8-10 hours prior to the analysis. To determine the level of TDF, 0.2 ml of capillary blood is mixed with 0.4 ml of 0.05 M sodium phosphate buffer, pH 6.8, containing 2% heparin cooled to 4 ° C. After a 15-minute exposure at 4 ° C, the mixture is boiled for 2 minutes, centrifuged for 10 minutes at 3000 rpm, and 0.2 ml aliquots are taken from here to recombine the TDF of the test samples with apopiruvate decarboxylase. The conditions for recombination are identical to those for animal tissue.

Искомые значени  точек дл  калибровочного графика наход т в аналогичных дл  рекомбинации исследуемых образцов крови или тканей услови х, использу  вместо 0,1 мл тканевогоThe desired points for the calibration graph are in conditions similar to recombination of the blood or tissue samples under test, instead of using 0.1 ml of tissue

экстракта или 0,2 мл крови известные концентрации (0,005-0,2 мкг) хрома- тографически чистого препарата ТДФ. По получаемым при этом разност м экстишсции восстановленного и окисленного НАД, регистрируемым первые 3 мин протекани  сопр женной ферментативной реакции реактивированной холопи- руватдекарбоксилазы и алкогольдегид- рогеназы дрожжей при 340 нм, стро т калибровочную кривую, откладыва  поextract or 0.2 ml of blood, known concentrations (0.005-0.2 μg) of the chromatographically pure preparation TDF. According to the resulting extrinsic differences of reduced and oxidized NAD, recorded the first 3 minutes of the conjugate reactive reaction of a reactively slapped decarboxylase and the alcohol dehydrogenase of yeast at 340 nm, a calibration curve is constructed, putting aside

3535

4040

4545

величины экстраполируют на калибро вочную кривую, а затем на ось абсц с известными концентраци ми ТДФ.the values are extrapolated to a calibration curve, and then to the absolute axis with known concentrations of TDF.

Пример 4. Интервал концен раций ТДФ, в котором сохран етс  л нейность сопр женного процесса с и пользованием комплекса.Example 4. The interval of concentrations of TDF in which the linearity of the conjugate process is maintained with the use of the complex.

Н№ фиг. 1-3 представлены зависи мости суммарной скорости сопр женн ферментативного процесса от концен рации ТДФ при различных пол рных к центраци х предлагаемого комплекса в отсутствие (фиг. 1-2 а) и при до бавочном внесении (фиг. 1 и 2 б) к мерческой алкогольдегидрогеназы. К видно из графиков, в исследуемом и тервале концентраций кофермента, п содержании белка 0,18-0,60 мг, удо летворительна  линейность суммарно скорости процесса сохран етс  до 0,3 мкг ТДФ. При более низком чем 0,18 мг содержании комплекса в сил недостаточной разности экстинкции м ду контрольной и опытной пробами в случае малых концентраций ТДФ снижа етс  точность ферментативного определени  (см. таблицу 3). Концентраци  комплекса 0,6 мг практически об печивает белковое насыщение и ее ув личение способствует непроизводител ным затратам комплекса. Дополнитель ное внесение коммерческой алкогольдегидрогеназы (50 мкг на пробу) к комплексу не ведет к увеличению ско рости (см. фиг. 1-2) сопр женного п цесса, свидетельству  тем самым о достаточности ферментативной активности алкогольдегидрогеназы дрожжей в составе комплекса.N # FIG. Figures 1-3 show the dependences of the total rate of the conjugate enzymatic process on the concentration of TDF at various polar-to-center concentrations of the proposed complex in the absence (Fig. 1-2 a) and when additionally applied (Fig. 1 and 2 b) to the dimensional alcohol dehydrogenase. K can be seen from the graphs, in the test and in the interval of coenzyme concentrations, n protein content of 0.18-0.60 mg, satisfactory linearity of the total process rate is maintained up to 0.3 µg TDF. At a lower than 0.18 mg content of the complex in the strength of the insufficient extinction difference between the control and the experimental samples, in the case of low concentrations of TDF, the accuracy of the enzymatic determination decreases (see Table 3). A concentration of 0.6 mg of the complex practically provides protein saturation and its increase contributes to the non-productive costs of the complex. The addition of commercial alcohol dehydrogenase (50 µg per sample) to the complex does not lead to an increase in the rate (see Fig. 1-2) of the conjugate process, thereby indicating the sufficiency of the enzymatic activity of the yeast alcohol dehydrogenase in the complex.

5050

иand

5555

Пример 5. Чувствительность точность определени .Example 5. Sensitivity accuracy.

Согласно данным табл. 3 ферментативный метод количественного опре делени  общего ТДФ с использованием комплекса позвол ет фиксировать кон центрации кофермента в дозе 0,005 мк а точность измерени  составл ет в среднем 1,96%.According to the table. 3, the enzymatic method of quantitative determination of total TDP using the complex allows one to fix the concentration of coenzyme in a dose of 0.005 microns, and the measurement accuracy averages 1.96%.

5five

00

5five

00

Q ней регистрируемые в эксперименте Q her recorded in the experiment

5five

00

5five

величины экстраполируют на калибровочную кривую, а затем на ось абсцисс с известными концентраци ми ТДФ.the values are extrapolated to the calibration curve, and then to the abscissa axis with known concentrations of TDF.

Пример 4. Интервал концентраций ТДФ, в котором сохран етс  линейность сопр женного процесса с использованием комплекса.Example 4. A concentration range of TDF, in which the linearity of the conjugate process using the complex is maintained.

Н№ фиг. 1-3 представлены зависимости суммарной скорости сопр женного ферментативного процесса от концентрации ТДФ при различных пол рных концентраци х предлагаемого комплекса в отсутствие (фиг. 1-2 а) и при добавочном внесении (фиг. 1 и 2 б) коммерческой алкогольдегидрогеназы. Как видно из графиков, в исследуемом интервале концентраций кофермента, при содержании белка 0,18-0,60 мг, удовлетворительна  линейность суммарной скорости процесса сохран етс  до 0,3 мкг ТДФ. При более низком чем 0,18 мг содержании комплекса в силу недостаточной разности экстинкции между контрольной и опытной пробами в случае малых концентраций ТДФ снижаетс  точность ферментативного определени  (см. таблицу 3). Концентраци  комплекса 0,6 мг практически обеспечивает белковое насыщение и ее увеличение способствует непроизводительным затратам комплекса. Дополнительное внесение коммерческой алкогольдегидрогеназы (50 мкг на пробу) к комплексу не ведет к увеличению скорости (см. фиг. 1-2) сопр женного процесса , свидетельству  тем самым о достаточности ферментативной активности алкогольдегидрогеназы дрожжей в составе комплекса.N # FIG. 1-3 show the dependences of the total rate of the conjugated enzymatic process on the concentration of TDF at various polar concentrations of the proposed complex in the absence (Fig. 1-2 a) and with additional addition (Fig. 1 and 2) of commercial alcohol dehydrogenase. As can be seen from the graphs, in the studied concentration range of coenzyme, with a protein content of 0.18-0.60 mg, satisfactory linearity of the total process rate is maintained up to 0.3 µg TDF. With a lower content of the complex than 0.18 mg, due to the insufficient extinction difference between the control and experimental samples in the case of low concentrations of TDF, the accuracy of the enzymatic determination decreases (see Table 3). A concentration of 0.6 mg of the complex practically provides protein saturation and its increase contributes to the overhead of the complex. The addition of commercial alcohol dehydrogenase (50 µg per sample) to the complex does not lead to an increase in the rate (see Fig. 1-2) of the conjugate process, thereby indicating that the enzymatic activity of the yeast alcohol dehydrogenase in the complex is sufficient.

иand

Пример 5. Чувствительность точность определени .Example 5. Sensitivity accuracy.

Согласно данным табл. 3 ферментативный метод количественного определени  общего ТДФ с использованием комплекса позвол ет фиксировать концентрации кофермента в дозе 0,005 мкг, а точность измерени  составл ет в среднем 1,96%.According to the table. 3, an enzymatic method for quantifying total TDP using a complex allows the concentration of coenzyme to be recorded at a dose of 0.005 µg, and the measurement accuracy is on average 1.96%.

Claims (1)

Формула изобретени  Способ получени  ферментного препарата дл  количественного определени  тиаминдифосфата. в биологических объектах, предусматривающий выделени пируватдекарбоксилазы из экстракта пивных дрожжей путем фракционировани  ацетоном, фракционировани  сульфатом аммони  в интервале концентраций 44-53% насыщени  и хроматогра- фической очистки, отличающийс  тем, что, с целью расширени  технологических возможностей способа, ускорени  процесса и удешев лени  конечного продукта, совместноThe invention The method of obtaining an enzyme preparation for the quantitative determination of thiamine diphosphate. in biological objects, providing for the isolation of pyruvate decarboxylase from brewer's yeast extract by fractionation with acetone, fractionation with ammonium sulfate in the concentration range of 44-53% saturation and chromatographic purification, characterized in product together с пируватдекарбоксилазой выдел ют алкогольдегидрогеназу, при этом фракционирование экстракта ацетоном провод т в интервале концентраций 35,5- 41,1% и хроматографическую очистку провод т методом адсорбционной хроматографии на гидроксиапатите в 0,12 М фосфатном буфере до соотношени  пиру- ватдекар&оксилазной и алкогольдегид- рогеназной активностей в ферментном препарате 1:(0,15-0,5) и до величины пируватдекарбоксилазной активности не менее 14,0 ед/мг белка, а пиру- ватдекарбоксилазу в составе препарата получают в виде апофермента.with pyruvate decarboxylase, alcohol dehydrogenase is separated, the fractionation of the extract with acetone is carried out in a concentration range of 35.5-41.1% and chromatographic purification is carried out by the method of adsorption chromatography on hydroxyapatite in a 0.12 M phosphate buffer to the ratio of pyruvate decar – oxylase and alcoholidehydride - rogenase activities in the enzyme preparation 1: (0.15-0.5) and up to a value of pyruvate decarboxylase activity of not less than 14.0 units / mg of protein, and pyruvat decarboxylase in the preparation is obtained as an apoenzyme. Таблица tTable t Продолжение табл.2Continuation of table 2
SU884433062A 1988-05-30 1988-05-30 Method of producing enzymic preparation for quantitative analysis of thiamine diphosphate in biological objects SU1620483A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU884433062A SU1620483A1 (en) 1988-05-30 1988-05-30 Method of producing enzymic preparation for quantitative analysis of thiamine diphosphate in biological objects

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU884433062A SU1620483A1 (en) 1988-05-30 1988-05-30 Method of producing enzymic preparation for quantitative analysis of thiamine diphosphate in biological objects

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1620483A1 true SU1620483A1 (en) 1991-01-15

Family

ID=21378226

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU884433062A SU1620483A1 (en) 1988-05-30 1988-05-30 Method of producing enzymic preparation for quantitative analysis of thiamine diphosphate in biological objects

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1620483A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Ullrih.I. Jeast Pyruvate Decar- boxylase (2 - Oxoacid Carboxy - Lyase EC 4.1.1.1). Accay of Thiamine Pyro- phosphate, Methods in Enzymology. 1970, v 18 A, x. 109-115. Авторское свидетельство СССР N 1541255, кл. С 12 N 9/88, 1988. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Englard et al. [18] Mitochondrial l-malate dehydrogenase of beef heart:[EC 1.1. 1.37 l-Malate: NAD oxidoreductase]
US5387109A (en) Fructosylamine deglycase and a method of producing it
Kellens et al. Biohydrogenation of unsaturated fatty acids by a mixed culture of rumen microorganisms
Nakayama et al. Reductases for carbonyl compounds in human liver
JPH07505770A (en) A novel ketoester-reductase, its production method, and its use in enzymatic redox reactions
Ramboer A sensitive and nonradioactive assay for serum and tissue xanthine oxidase
Wong et al. Enantioselective measurement of fungal D-arabinitol in the sera of normal adults and patients with candidiasis
Hoagland et al. CONSTITUENTS OF ELEMENTARY BODIES OF VACCINIA: IV. Demonstration of Copper in the Purified Virus
Dupourque et al. [20] Cytoplasmic and mitochondrial malate dehydrogenases from beef kidney:[EC 1.1. 1.37 l-Malate: NAD oxidoreductase]
Schulman et al. A nicotinamide-adenine dinucleotide assay utilizing liver alcohol dehydrogenase
Li et al. Inability to detect cell free fetal DNA in the urine of normal pregnant women nor in those affected by preeclampsia associated HELLP syndrome
SU1620483A1 (en) Method of producing enzymic preparation for quantitative analysis of thiamine diphosphate in biological objects
Grabher et al. Subcellular location of enzymes involved in core histone acetylation
Dupourque et al. Malate Dehydrogenases of Ox Kidney: 1. Isolation and Properties of the Mitochondrial Enzyme
WO1991012319A1 (en) Nitrate reductase derived from yeasts, its production and use
US4013513A (en) Ion exchange chromatographic isoenzyme separation and isolation
WO1997045552A1 (en) Materials and methods for detecting oxalate
Meynhardt Biosynthesis of dicarboxylic acids through carbon dioxide fixation by an enzyme extract from Barlinka grape berries
Godtfredsen et al. 1, 6-dihydro-NAD as an humidity-induced lactate dehydrogenase inhibitor in NADH preparations
US4394450A (en) Method for purification of uricase
EP0189318A3 (en) Improved active dried yeast
Yamada Studies on L-Glycerol-3-phosphate Dehydrogenases in Japanese Quail, Coturnix coturnix japonica I. Multiple Components and Some Enzymatic Properties of Nicotinamide Adenine Dinucleotide-linked L-Glycerol-3-phosphate Dehydrogenase from Liver and Testes
Sokal et al. Blood glucose-6-phosphate in heterozygous carriers and patients with liver glycogen disease (von Gierke's disease)
Gopalakrishna et al. A simplified procedure for the estimation of arginine in plasma and urine using arginase
Delanghe et al. Altered glycosylation of γ‐glutamyltranspeptidase (GGT) in seminal fluid from men with accessory gland infection