SU873121A1 - Hydrolasa activity determination method - Google Patents

Hydrolasa activity determination method Download PDF

Info

Publication number
SU873121A1
SU873121A1 SU792816457A SU2816457A SU873121A1 SU 873121 A1 SU873121 A1 SU 873121A1 SU 792816457 A SU792816457 A SU 792816457A SU 2816457 A SU2816457 A SU 2816457A SU 873121 A1 SU873121 A1 SU 873121A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
substrate
activity
buffer
orthophosphate
mono
Prior art date
Application number
SU792816457A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Юозас Юозович Кулис
Вальдемарас Ионович Разумас
Альбертас Альбертович Малинаускас
Original Assignee
Институт биохимии АН ЛитССР
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 ЛитССР filed Critical Институт биохимии АН ЛитССР
Priority to SU792816457A priority Critical patent/SU873121A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU873121A1 publication Critical patent/SU873121A1/en

Links

Landscapes

  • Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)

Description

(54) СПОСОБ ОПРЕДЕ;1ЕНИЯ АКТИВНОСТИ ГИДГОЛАЗ(54) METHOD FOR DETERMINING; 1 GENGOLASE ACTIVITY

Изобретение отиоситс  к определению активности гидролизирующих ферментов (гидролаз), и может быть применено в биохимии и в медицине дл  определени  активности этих ферментов . Известен спектрофотометрический или флуоросцентньш стособ определени  активности гид ролизирующих ферментов, заключающийс  в регистращш скорости образовани  хромофорных или флуорофорных продуктов 1. Однако зтот способ не применим дл  непрозрачных сред, кроме того, требует дорогосто щей аппаратуры. Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  способ определени  активности гидролазы, в частности, щелочной фосфатазы, заключающийс  во взаимодействии в буферном растворе фермента с субстратом, представл ющим собой органический эфир фосфорной кислоты, и определешга количества высвобождающегос  в ходе реакции свободного фосфата спектрофотомет {жческнм путем в присутствии специфических j)eareHTOB. По полученным спектрофотометрическим данным - величине оптической плотности - суд т об активности фepмeнтaC J. Недостатком данного способа  вл етс  невозможность определени  активности в непрозрачных и окрашенных средах, а также то, что он включает дополнительную процедуру спектрофотометрнческого определени  продукта реакции в присутствии дополнительных реагентов. Данный способ не поддаетс  автоматизации. .Целью изобретени   вл етс  упрощение процесса и обеспечение возможности определени  активности в непрозрачных и окращенных средах . Поставленна  цель достигаетс  способом определешш активности гидролаз, заключаншдамс  во взаимодействии фермента с субстратом, представл ющим собой органический , образуюцщм в результате реакции пирокатехин ион или п-аминофенол т-ион, и определени  количества последних в присутствии электрохимического преобразовател  при потенциале анода 0,18-0,3 В путем измерени  тока. По скорости нарастани  тока суд т об активности фермента . 38 Обычно в качестве гидролаз используют щелочную фосфатазу или (J-глюкозидазу, в первом спучае в качестве субстрата обычно используют моноортофосфат пирокатехина или моноортофосфат п-аминофенола 0,18-2 мм, а в качестве буферного раствора - 0,1-0,2 М трис-НС& буфер, содержащий 0,01-0,02 М MgS04; во вто ром случае в качестве субстрата обьгчно используют D-глюкозид п-аминофенола 6,18-3 мМ, а в качестве буферного раствора - 0,1-0,2 М ацетатный буфер. В качестве щелочной фосфатазы обьршо использУют также ферментативные системы интакт ных клеток Е со И (т.е. щелочную фосфатазу, содержащуюс  непосредственно в упом нутых клетках), при этом в качестве субстрата исполь зуют моноортофосфат пирокатехина в количестве 0,18-3 мМ, а в качестве буферного раствора - 0,1 0,2 М трис-НС1 буфер, содержапщй 0,01-0,02 М MgSO4. Существенными отличи ми способа  вл ютс : использование -в качестве субстрата эфира, образующего в результате реакции пирокатехин ион или п-аминофенол т-ион, определение количества последних в присутствии электрохимического преобразовател  при потенциале анода 0,18-0,3 В путем измере1ш  тока, а также то, что об активности фермента суд т по скорости шрастани  тока. На чертеже изображен электрохимический преобразователь. Дл  осуществлени  способа примен ют элект рохимический преобразователь, состо щий из платанового анода, электрода сравнени  и вспомогательного электрода (см.. чертеж). Потенциал анода подбирают в интервале 0,18-0,3 В, в зависимости от конкретной системы. Способ включает следующие операции: растворение субЬтрата в буферном растворе, погружение в упом нутый раствор электрохимического преобразовател , введение в раствор определ емой гидролазы, наложение напр жени , измерение тока. Пример. Дл  определени  активности щелочной фосфатазы берут 0,1 М трис-НСЕ, 0,01 М MgS04 буфер, который содержит 2 мМ моноортофосфат пирокатехина или 1 мМ моноортофосфат п-аминофенола ,рН - 8,0,25°С. В раствор погружают электрохимический преобразователь и ввод т пробу щелочной фосфатазы Если в качестве субстрата примен ют моноортофосфат пирокатехина, потенциал анода yctaнавливают 0,3 В относительно Ag/AgCB электрода , если в качестве субстрата примен ют моноортофосфат - п-аминофенола, потенциал анода устанавливают 0,18 В относительно Ag/AgCE электрода. Регистрируют увеличение тока во времени. Скорость увеличени  тока пр мо пропорциональна гидролазной активргости. Измерение занимает 1-3 мин (см. табл. 1 и 2). Измерение активности щелочной фосфатазы в присутствии в качестве субстрата моноортофосфата пирокатехина приведено в табл. 1. Измерение активности щелочной фосфатазы в присутствии в качестве субстрата моноортофосфата п-аминофенола приведено в табл. 2. . П р и М е р 2. Дл  определени  активности |3-глюкозидазы берут 0,1 М ацетатный буфер, который содержит 1,5 мМ Д-О-глюкозид п-аминофенола рН - 4,7, температура 25° С. В раствор погружают электрохимический преобразователь и ввод т пробу определ емой (3-гликозидазы . Потенциал анода устанавливают 0,3 В. относительно Ag/AgCE электрода. Регистрируют увеличение тока во времени. Скорость увеличени  тока пр мо пропорциональна гидролазной активности. Измерение занимает 1-3 мин. Измерение количества |3-глюкозидазы приведено в табл. 3. Регрессионный анализ результатов определе1ш  показывает хорошие совпадени  результатов предлагаемого способа с известными спектрофотометрическими способами, коэффициенты коррел ции дл  примеров, приведенных в табл. 1, 2 и 3, равны соответственно 0,9998, 0,9989, 0,9999. П р и М е р 3. Дл  определени  активности щелочной фосфатазы непосредственно в интактных клетках E.coEi берут 0,1 М трис-НСС 0,01 М IVlgS04 буфер, содержащий 2 мМ моноортофосфат пирокатехина, рН - 8,0, при 25° С. В раствор погружают электрохимический преобразователь и ввод т пробу определ емой гидролазы . Потенциал анода устанавливают 0,3 В относительно Ag/AgCe электрода. . Регистрируют увеличение тока во времени. Скорость )шеличени  тока пр мо пропорциональна гидролазной активности. Измерение занимает 1-3 мин. Определение активности щелочной фосфатазы непосредственно в интактных клетках Ё. coBi приведено в табл. 4. Из табл. 4 видно, что .наблюдаетс  строго дшнейна  зависимость между количеством клеток и определ емой ферментативной активйостью. П р и М е р 4. Зависимость Скорости увеличени  тока преобразовател  от концентрации ферментов описываетс  Михаэлисовской зависимостью . Зависимость скорости увеличени  тока от концентрации субстратов устанавливают при концентрации щелочной фосфатазы по обоим субстратам 0,026 ед/мл, рН 8,0, в 0,1 М трис-НСе , 0,01 М MgSO4,25°C. Потенциал анода дл  моноортофосфата п-аминофе юла 0,18 В относительно Ag/AgC электрода. Кащентраци  /3-глюкозндазы по |3-0-глюкозиду п-аминофенола 0. , рН 4,7, в 0,1 М ацетатном бу58731256The invention othosit to determine the activity of hydrolyzing enzymes (hydrolases), and can be applied in biochemistry and in medicine to determine the activity of these enzymes. A spectrophotometric or fluorescent method for determining the activity of hydrolyzing enzymes is known, which consists in registering the rate of formation of chromophore or fluorophore products 1. However, this method is not applicable to opaque media, and moreover requires expensive equipment. The closest to the present invention is a method for determining the activity of a hydrolase, in particular, alkaline phosphatase, which consists in the interaction in the buffer solution of the enzyme with the substrate, which is an organic phosphoric acid ester, and the amount of free phosphate released during the reaction in the presence of specific j) eareHTOB. The spectrophotometric data obtained — the magnitude of optical density — judged the activity of enzyme C J. The disadvantage of this method is the impossibility of determining activity in opaque and colored media, and also that it includes an additional procedure for spectrophotometric determination of the reaction product in the presence of additional reagents. This method is not amenable to automation. The object of the invention is to simplify the process and make it possible to determine activity in opaque and colored environments. The goal is achieved by the method of determining the activity of hydrolases, consisting in the interaction of the enzyme with the substrate, which is organic, which is formed as a result of the reaction of pyrocatechin ion or p-aminophenol t ion, and determining the amount of the latter in the presence of an electrochemical converter at an anode potential of 0.18-0 , 3 V by measuring current. By the rate of current increase, the activity of the enzyme is judged. 38 Usually alkaline phosphatase or (J-glucosidase is used as hydrolases, in the first case pyrocatechin mono-orthophosphate or p-aminophenol mono-orthophosphate 0.18-2 mm is usually used as a substrate, and 0.1-0.2 M as a buffer solution Tris-HC & Buffer containing 0.01-0.02 M MgS04; in the second case, p-aminophenol D-glucoside 6.18-3 mM is used as a substrate, and 0.1-0 is used as a buffer solution. , 2 M acetate buffer. As alkaline phosphatase, enzyme systems of intact E cells with AND (i.e. alkali phosphatase contained directly in the above-mentioned cells), while pyrocatechol mono-orthophosphate in an amount of 0.18–3 mM is used as a substrate, and 0.1 0.2 M Tris-HC1 buffer containing 0, 01-0.02 M MgSO4. Significant differences of the method are: the use of an ether as a substrate, which forms a pyrocatechin ion or p-aminophenol t ion as a result of the reaction, determining the amount of the latter in the presence of an electrochemical converter at 0.3 V by measuring current and also h about the activity of the enzyme is judged by shrastani current speed. The drawing shows an electrochemical converter. An electrochemical converter consisting of a platinum anode, a reference electrode and an auxiliary electrode is used for carrying out the method (see. Drawing). The anode potential is selected in the range of 0.18-0.3 V, depending on the specific system. The method includes the following operations: dissolving the substrate in a buffer solution, immersing an electrochemical converter in the solution, introducing a detectable hydrolase into the solution, applying voltage, measuring the current. Example. To determine the alkaline phosphatase activity, take 0.1 M Tris-HCE, 0.01 M MgSO4 buffer, which contains 2 mM pyrocatechin mono-orthophosphate or 1 mM p-aminophenol mono-orthophosphate, pH 8.0.25 ° C. An electrochemical converter is immersed in the solution and a sample of alkaline phosphatase is injected. If pyrocatechol mono-orthophosphate is used as a substrate, the potential of the anode ycta is 0.3 V relative to the Ag / AgCB electrode, if mono-orthophosphate is used as the substrate, p-aminophenol, the potential of the anode is set to 0, 18 V relative to the Ag / AgCE electrode. Register an increase in current over time. The rate of current increase is directly proportional to hydrolase activity. The measurement takes 1-3 minutes (see Tables 1 and 2). The measurement of alkaline phosphatase activity in the presence of pyrocatechol mono-orthophosphate as a substrate is given in Table. 1. Measurement of alkaline phosphatase activity in the presence of p-aminophenol mono-orthophosphate as a substrate is given in Table. 2.. P and M e p 2. To determine the activity of | 3-glucosidase, take 0.1 M acetate buffer, which contains 1.5 mM D-O-glucoside p-aminophenol pH - 4.7, temperature 25 ° C. In solution immerse the electrochemical transducer and inject a sample of the detected (3-glycosidase. Anode potential is set to 0.3 V. relative to the Ag / AgCE electrode. An increase in current over time is recorded. The rate of increase in current is directly proportional to the hydrolase activity. The measurement takes 1-3 minutes. The measurement of the amount of | 3-glucosidase is given in Table 3. Regression analysis results This definition shows good agreement between the results of the proposed method and the known spectrophotometric methods, the correlation coefficients for the examples given in Tables 1, 2 and 3 are equal to 0.9998, 0.9989, 0.9999, respectively. To determine the alkaline phosphatase activity directly in intact E.coEi cells, take 0.1 M Tris-HCC 0.01 M IVlgS04 buffer containing 2 mM pyrocatechin mono-orthophosphate, pH 8.0, at 25 ° C. Immerse the electrochemical converter in the solution. and a sample of detectable hydrolase is introduced. The anode potential is set to 0.3 V relative to the Ag / AgCe electrode. . Register an increase in current over time. The rate of current quivering is directly proportional to hydrolase activity. Measurement takes 1-3 minutes. The determination of alkaline phosphatase activity directly in intact E.O. coBi cells is given in Table. 4. From table. 4, it can be seen that there is a strictly separate relationship between the number of cells and the enzyme activity detected. Example 4. The dependence of the rate of increase in the current of the converter on the concentration of enzymes is described by the Michaelis dependence. The dependence of the rate of increase in current on the concentration of substrates is established at an alkaline phosphatase concentration of 0.026 units / ml, pH 8.0 in both substrates, in 0.1 M Tris-He, 0.01 M MgSO4.25 ° C. The potential of the anode for the mono-orthophosphate of p-aminophyllum is 0.18 V relative to the Ag / AgC electrode. The concentration of / 3-glucose on p-aminophenol | 3-0-glucoside is 0., pH 4.7, in 0.1 M acetate bu 58731256

фере, при 25° С. Потенциал анода 0,3 В относи-ти увеличени  тока от концентрации субстратаPhere, at 25 ° C. Anode potential of 0.3 V; relative current increase versus substrate concentration

тельно Ag/AgCE электрода. Зависимость скорС-в присутствии гидролаз приведена в табл. 5.Ag / AgCE electrode. The dependence of the rate in the presence of hydrolases is given in table. five.

Скорость изменени  тока преобразовател , нА/минConverter current change rate, nA / min

3,662,63,662,6

5,05,25.05.2

6,717,86,717,8

8,010,48,010,4

11,613,011,613,0

13,0 .15,613.0 .15.6

12,6618,212.6618.2

19,33 .,23,419.33., 23.4

корбеть изменени  тока IКоличество щелочной фосфахазы,The current change is the amount of alkaline phosphachase,

реобразовател , нА/мин I10 ед/млtransformer, nA / min I10 units / ml

.. ..

52,652.6

2,3 -7,82.3 -7.8

20,7. 13,020.7. 13.0

39.3 23,439.3 23.4

Скорость изменени  токаКоличество |3-глюкозидазы,The rate of change of currentNumber | 3-glucosidase,

преобразовател , нА/мин10 ед/млthe Converter, nA / min10 u / ml

0,730.73

1,531.53

2,62.6

3,43.4

6,56.5

Т а б л и ц а 1Table 1

Количество щелочной фосфатазы,The amount of alkaline phosphatase,

0 ед/мл0 u / ml

Т а б л и ц а 2Table 2

ТаблицаЗTable3

3,73.7

7,47.4

14,514.5

22,322.3

37,037.0

Скорость измене1ш  тока преобразовател , нА/минSpeed change current converter, nA / min

1,471.47

2,872.87

4,54.5

5,955.95

7,37.3

Claims (4)

1. Способ определени  активности гидролаз, включающий взаимодействие фермента с субстратом , представл ющим собой органический эфир, в буферном растворе и определение количества образующихс  в ходе реакции продуктов, о тличающийс  тем, что, с целью упрощени  процесса и обеспечени  возможности определени  активности в непрозрачных и окрашенных средах, в качестве субстрата используют эфиры, образующие в результате реакции пирокатехин-ион или п-аминофенол т-ион, количественное определение последних осуществл ют в -присутствии электрохимического преобразовате л  при потенциале анода 0,18-0,3 В путем из мерени  тока и по скорости нарастани  тока суд т об активности фермента.1. A method for determining the activity of hydrolases, including the interaction of the enzyme with a substrate, which is an organic ester, in a buffer solution and determining the amount of products formed during the reaction, characterized in that, in order to simplify the process and enable the determination of activity in opaque and colored mediums, esters are used as substrates, which form a pyrocatechin-ion or p-aminophenol t-ion as a result of the reaction, the latter are quantitatively determined in the presence of electrons At a potential of the anode of 0.18–0.3 V, a chemical converter determines the enzyme activity by measuring the current and the current rise rate. Количество клеток в см The number of cells in cm 4,6. 104.6. ten 9,2- 109,2- 10 13,81013,810 18,41018,410 23102310 Таблица 5Table 5 2.Способ по п. 1, о т л и ч а ю щ и йс   тем, что в качестве гидролазы используют щелочную фосфатазу, в качестве субстрата используют моноортофосфат пирокатехина или моноортофосфат п-аминофенола 0,18-3 мМ, а в качестве буферного раствора 0,1-0,2 М трис-НСК буфер, содержащий 0,01-0,02 М MgS042. The method according to claim 1, that is, that alkaline phosphatase is used as the hydrolase, pyrocatechin mono-orthophosphate or p-aminophenol mono-orthophosphate is used as a substrate, and 0.18-3 mM as a buffer. 0.1-0.2 M solution of Tris-NSC buffer containing 0.01-0.02 M MgS04 3.Способ по Ш1. 1и2, отличающийс л тем; что в качестве гидролазы используют |3-глюкозидазу, в качестве субстрата используют /3-D-глюкозид п-аминофенола в количестве OJ8-3 мМ, а в качестве буферного раствора 0,1-0,2 М ацетатный буфер.3. Method according to Ш1. 1 and 2, differing in those; that p-aminophenol (3-D-glucoside) is used as the substrate in the amount of OJ8-3 mM, and 0.1-0.2 M acetate buffer is used as the buffer solution. 4.Способ по п. 2, отличающийс  тем, что используют щелочную фосфатазу, содержащуюс  непосредственно в интактных клетках Е. соП,при этом в качестве субстрата используют моноортофосфат пирокатехина 0,18- ;4. A method according to claim 2, characterized in that alkaline phosphatase is used, which is contained directly in intact E. coli cells, while pyrocatechol mono-orthophosphate 0.18- is used as a substrate; 3 мМ, а Е качестве буферного раствора ОД-0 ,2 М трис-НСВ-буфер, содержащий 0,010 ,02 М MgS04.V3 mM, and E as a buffer solution of OD-0, 2 M Tris-HCB buffer containing 0.010, 02 M MgS04.V Исгочники информации, прин тые во внимание при экспертизеSource of information taken into account in the examination 73115.Ш73115.Ш 1 Н И, Rufgrneys, Methods of Enayrnatic АлаПзЕ8 AsKiee-is Prsss, , London, 1965, 783.1 H I, Rufgrneys, Methods of Enayrnatic AlaPzE8 AsKiee-is Prsss,, London, 1965, 783. 2. E(bi H, VViniam E. M. Lands, A nevy Bensitike Determination of Phosphate, AnaL2. E (bi H, VViniam E.M. Lands, A nevy Bensitike Determination of Phosphate, AnaL 57 (прототип).57 (prototype). BtecheiT:. leSP., ;BtecheiT: leSP.,;
SU792816457A 1979-08-20 1979-08-20 Hydrolasa activity determination method SU873121A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU792816457A SU873121A1 (en) 1979-08-20 1979-08-20 Hydrolasa activity determination method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU792816457A SU873121A1 (en) 1979-08-20 1979-08-20 Hydrolasa activity determination method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU873121A1 true SU873121A1 (en) 1981-10-15

Family

ID=20849263

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU792816457A SU873121A1 (en) 1979-08-20 1979-08-20 Hydrolasa activity determination method

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU873121A1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5382529A (en) * 1990-11-23 1995-01-17 Cts Biocides Ltd. Assay for dibromonitrilopropionamide
RU2756403C2 (en) * 2016-04-28 2021-09-30 Спарк Терапьютикс, Инк. Analysis of relative activity of a viral vector encoding isomerohydrolases

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5382529A (en) * 1990-11-23 1995-01-17 Cts Biocides Ltd. Assay for dibromonitrilopropionamide
RU2756403C2 (en) * 2016-04-28 2021-09-30 Спарк Терапьютикс, Инк. Analysis of relative activity of a viral vector encoding isomerohydrolases

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR920010313B1 (en) Determination of sodium ions in fluids
Ashour et al. Use of a 96-well microplate reader for measuring routine enzyme activities
Thevenot et al. Enzyme collagen membrane for electrochemical determination of glucose
US4353983A (en) Analytical process and means for measuring the amount of hydrogen peroxide in aqueous media and of organic substrates generating hydrogen peroxide by enzymatic oxidation
Clark Jr et al. One-minute electrochemical enzymic assay for cholesterol in biological materials.
Walters et al. Fiber-optic biosensor for ethanol, based on an internal enzyme concept
Huang et al. Amperometric determination of total cholesterol in serum, with use of immobilized cholesterol ester hydrolase and cholesterol oxidase
Guilbault [41] Enzyme electrodes and solid surface fluorescence methods
DE2415997A1 (en) BIOCHEMICAL TEMPERATURE-SENSITIVE SENSOR DEVICE AND METHOD FOR MEASURING REACTION AGENT CONCENTRATIONS WITH IT
EP0025467B1 (en) Chromogenic chemical substrates for identification of microbial colonies
JPS58209998A (en) Analitical composition of esterase activity in liquid test specimen
SU873121A1 (en) Hydrolasa activity determination method
MORETTI et al. A chemical-histochemical evaluation of acid phosphatase activity in human skin
Arnold et al. Substrate consumption by biocatalytic potentiometric membrane electrodes
Bamford et al. Studies on ‘usual’and ‘atypical’serum cholinesterase using α‐naphthyl acetate as substrate
Kinoshita et al. An amperometric-enzymatic method for assays of inorganic phosphate and adenosine deaminase in serum based on the measurement of uric acid with a dialysis membrane-covered carbon electrode
Guilbault et al. Enzymic methods of analysis
EP1027602B1 (en) A method of determining the concentration of an analyte employing a bioelement and a transducer and a small-volume device for use in the method
Razumas et al. High-sensitivity bioamperometric determination of organophosphate insecticides
CN110361440B (en) Portable electrophoresis titration detection method for activity of alkaline phosphatase
GB2116709A (en) Detecting surface mildew
US4983512A (en) Reagent for determination of acid phosphatase
Burch [139] Fluorimetric assay of cocarboxylase and derivatives
Oyama et al. A redox‐active polymer film mediated enzyme electrode for amperometric determination of free cholesterol
JPH08511874A (en) Analysis of analytes in biological fluids