DE2752501A1 - Alpha-d-malto:dextrin derivs. as indicators - for colorimetric analysis of amylase(s) - Google Patents

Alpha-d-malto:dextrin derivs. as indicators - for colorimetric analysis of amylase(s)

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Abstract

Indicator alpha-D-maltodextrins contain a chromogenic or fluorogenic indicator gp. on the reducing glucose gp. of the maltodextrin with 3-12 (pref. 3-4) glucose units in the chain. The indicator can be used in the quantitative or qualitative determination of amylases. The amylase activity can be determined with great sensitivity by a simple colorimetic analysis. The enzyme activity can be followed directly and continuously. The indicator can be used to distinguish between different amylases, esp. from the body fluids of mammals and from plant and animal cell extracts.

Description

Titel: Mit Indikatorgruppen substituierte α-D-Maltodextrine.Title: α-D-maltodextrins substituted with indicator groups.

Verfahren zu deren Herstellung und ihre Verwendung zur Bestimmung von Glukosidasen und Amylasen B e s c h r e i 1z u n g Es sind bereits seit langem verschiedene kolorimetrische Verfahren zur Bestimmung von Enzymen bekannt, wobei Substrate verwendet werden, die eine durch die Enzymwirkung abspaltbare lndikatorgruppe aufweisen, die dann aufgrund ihres chromogenen oder fluorogenen Charakters photometrisch bestimmbar ist. Diese mit der Indikatorgruppe substituierten Enzymsubstrate werden mit den betreffenden Enzymlösungen zur Reaktion gebracht und dann nach einer bestimmten Inkubationszeit die Mengen der durch das hetreffende Enzym abgespaltenen gefärbten oder fluoreszierenden Indikatorverbindung durch bekannte photometrische oder fluoreszenzphotometrische Methoden schnell und einfach gemessen. So hat man u. a. p-Nitrophenylstearat zur Bestimmung von Lipasen verwendet. Die Menge an abgespaltenem freien Nitrophenol, das im alkalischen Milieu stark gelb gefärbt ist, diente als Mass für die Enzymaktivität. Auch zur Bestimmung der Galaktosidaseaktivität wurde ein Indikatorgalaktosid, nämlich das o-Nitrophenyl-ß-D-galaktosid, verwendet, vgl. Biochem 7. , Bd. 331, S. 459, insbesondere 46U - 4(,l (15P)). Es ist auch bekannt, dass die X- oder a-Glucosidasen, beispielsweise die aus Hefe gewonnene Glucosidase, hohe Aktivitäten gegenüber Nitrophenyl-M- bzw. -(3-D-glucosid aufweisen und aus diesem Substrat durch das jeweilige Enzym die Indikatorgruppe mit hoher Geschwindigkeit abgespalten wird. Während das Nitrophenylmaltosid mit 2 Glucoseeinheiten noch gespalten wird, haben diese Enzyme auf die höheren Glieder des nitrophenylierten Maltodextrins jedoch praktisch keine Wirkung, Es wurde nun überraschenderweise festgestellt, dass diese höheren Indikator-*GD-maltodextrine mit 3 - 12 Gl~ucoseeinheiten in der Dextrinkette geeignete Substrate für die Amylasen sind und mit ihnen die Amylaseaktivität mit grosser Empfindlichkeit in einfacher Weise kolorimetrisch bestimmt werden kann. Durch die Amylasen werden diese Indikatormaltrodextrine in der Dextrinkette gespalten und abgebaut. Allerdings bauen bestimmte Amylasen nur zum Indikatorglucosid bzw. -maltosid mit 2 Glucoseresten ab. Deshalb hat es sich als zweckmässig erwiesen bei diesen Amylaseenzymen bei der erfindungsgemässen Bestimmung der Amylaseaktivität eine ¢- )bzw. ß-Glucosidase als Hilfsenzym mit zu verwenden, die dann die von den erfindungsgemässen Indikatormaltodextrinen mit 3 - i2 Glucoseeinheiten durch die Amylase abgespaltenen Indikatorglucoside oder Indikatormaltoside mit 1 bzw. 2 Glucoseresten schnell zum Aglukon weiterspalten können. Bei genügender Menge an diesem a- bzw. (3-Glucosidas Hilfsenzym im Ansatz werden diese Spaltprodukte in statu nascendi so-fort durch das Hilfsenzym weitergespalten, so dass die Messung des freien Indikators ein Mass für die Amylaseaktivität ergibt, da in einem solchen Ansatz die Indikatorfreisetzung von der Amylasewirksamkeit begrenzt wird. Process for their production and their use for determination of glucosidases and amylases D e c e r e i tio n It is already different colorimetric methods for the determination of enzymes known for a long time, substrates are used which have an indicator group which can be split off by the enzyme action have, which are then photometric due to their chromogenic or fluorogenic character is determinable. These are enzyme substrates substituted with the indicator group reacted with the enzyme solutions in question and then after a certain Incubation time the amounts of the colored cleaved by the relevant enzyme or fluorescent indicator compound by known photometric or fluorescence photometric Methods measured quickly and easily. So one has, inter alia. p-nitrophenyl stearate for Determination of lipases used. The amount of released free nitrophenol, which is strongly yellow in color in an alkaline environment, was used as a measure of the enzyme activity. An indicator galactoside was also used to determine the galactosidase activity, namely the o-nitrophenyl-ß-D-galactoside, used, see Biochem 7., Vol. 331, p. 459, especially 46U - 4 (, l (15P)). It is also known that the X- or a-glucosidases, for example the glucosidase obtained from yeast, high activities against nitrophenyl-M- or - (3-D-glucoside and from this substrate by the respective enzyme the indicator group is split off at high speed. While the nitrophenyl maltoside with 2 glucose units are still split, these enzymes have on the higher members of the nitrophenylated maltodextrin, however, have practically no effect, It has now surprisingly been found that these higher indicator * GD-maltodextrins with 3 - 12 glucose units in the dextrin chain, suitable substrates for the amylases are and with them the amylase activity with great sensitivity in simple Way can be determined colorimetrically. The amylases make these indicator maltrodextrins cleaved and broken down in the dextrin chain. However, certain amylases build only to the indicator glucoside or maltoside with 2 glucose residues. That's why it has proved to be useful in the case of these amylase enzymes in the case of the one according to the invention Determination of the amylase activity a ¢ -) or. ß-glucosidase as an auxiliary enzyme with too use, which then use the indicator maltodextrins according to the invention with 3 - i2 glucose units split off by the amylase indicator glucosides or indicator maltosides with 1 or 2 glucose residues can quickly split further to form aglucone. With enough Amount of this a- or (3-glucosidase auxiliary enzyme in the approach, these cleavage products become in statu nascendi immediately further split by the auxiliary enzyme, so that the measurement the free indicator gives a measure of the amylase activity, since in such a Approach the indicator release is limited by the amylase effectiveness.

Als besonders geeignete Indikatorgruppe hat sich auch bei dieser neuen Methode zur Bestimmung der Amylase der Nitrophenylrest erwiesen, wobei die Nitrogruppe in p- oder o-Stellung des Benzolrestes vorhanden sein soll. Geeignet sind aber auch andere Indikatorgruppen, wie Dinitrophenyl-, Naphthyl-, Methoxynaphthyl Nitrottaphthyl-, Chinolyl- bzw. Nitrochinolyl- oder Umbelliferyl- und Methylumbelliferylgruppen und dergleichen. Auch die Strophantingruppe eignet sich als Indikatorrest bei den Maltodextrinen. This has also proven to be a particularly suitable indicator group new method for the determination of the amylase of the nitrophenyl residue, with the Nitro group should be present in the p- or o-position of the benzene residue. Suitable but are also other indicator groups, such as dinitrophenyl, naphthyl, methoxynaphthyl Nitrottaphthyl, Quinolyl or nitroquinolyl or umbelliferyl and methylumbelliferyl groups and like that. The strophantine group is also suitable as an indicator residue for the maltodextrins.

Die für die Durchführung der erfindungsgemässen Bestimmung von Amylase verwendeten Indikator-Oe-D-maltodextrine mit der Indikatorgruppe am reduzierenden Clucoserest des Maltodextrins mit 3 - 42 Glucoseeinheiten in der Kette sind neue Substanzen. Sie können erfindungsgemäse durch eine enzymatische Transglukanosilierung, ausgehend von den entsprechenden Indikatorglykosidverbindungen, hergestellt werden. Hierbei ist Ausgangsmaterial das α-Cyclodextrin und ein indikator-α- oder ß-D-Glukosid mit einem Glucose-Rest. Die Uberführung in die Indikatormaltoside im wesentlichen der Kettenlängen bis zu 12 Glukoseeinhei en erfolgt durch Vermischen der Reaktionskomponenten in wässriger Lösung in Gegenwart einer Transglukanosylase, vorzugsweise derjenigen, die aus Klebsiella pneumoniae gewonnen und von BENDER, Arch.Mikrobiol., Bd. 111 (1977), 271 - 282, beschrieben wurde. Es kann aber auch eine andere Transglykanosylase, z.B. diejenige aus B.marcerans für die Synthesereaktion eingesetzt werden oder auch andere Enzyme mit vergleichbarer Spezifität, z. B. die D-Transglykosidase aus Kartoffeln oder anderen Pflanzen, d. h. solche, welche Glukanosylreste von linearen oder cyclischen Dextrinen auf Akzeptoren übertragen können, wobei dann die Akzeptoren ,(- oder ß-Glukoside der oben genannten Indikatorverf)indungen sind, wie z.B. das p-Nitrophenyl-α-D - glu kosid . . Those for carrying out the determination of amylase according to the invention used indicator-Oe-D-maltodextrins with the indicator group at the reducing Clucose residues of maltodextrin with 3 - 42 glucose units in the chain are new Substances. You can according to the invention by an enzymatic transglucanosylation, starting from the corresponding indicator glycoside compounds. Here the starting material is the α-cyclodextrin and an indicator-α- or ß-D-glucoside with a glucose residue. Conversion into indicator maltosides Essentially the chain lengths up to 12 glucose units are made by mixing the reaction components in aqueous solution in the presence of a transglucanosylase, preferably those obtained from Klebsiella pneumoniae and supplied by BENDER, Arch.Mikrobiol., Vol. 111 (1977), 271-282. But it can also another transglycanosylase, e.g. that from B. marcerans for the synthesis reaction are used or other enzymes with comparable specificity, e.g. B. the D-transglycosidase from potatoes or other plants, d. H. those which contain glucanosyl residues can transfer from linear or cyclic dextrins to acceptors, with then the acceptors (- or ß-glucosides of the above-mentioned indicator compounds) are, such as the p-nitrophenyl-α-D - glucoside. .

Wenn es auch bekannt war, dass durch enzymatische Transglucanosylierung, ausgehend von Amylose, Amylopectin oder von Cyclodextrinen, substituierte-α-D-maltodextrine hergestellt werden können, wobei SMethyl-oder - Phenyl-Glukoside als Akzeptoren eingesetzt wurden, vgl. Although it was known that by enzymatic transglucanosylation, starting from amylose, amylopectin or from cyclodextrins, substituted-α-D-maltodextrins Can be produced using SMethyl- or -phenyl-glucosides as acceptors were used, cf.

D FRENCH et al., J.Am.Chem.Soc., Bd.76, 2337 - 2390 (1954), so ist es doch überraschend, dass als Rezeptoren hierbei nicht nur relativ einfach gebaute Glukoside wie «-Methyl- oder q Phenylderivate eingesetzt werden können, sondern auch solche Glukoside, die als A glukon eine Indikatorverbindung besitzen, die analytische Bedeutung bei der Besiimmung des Amylaseenzyms aufweist. Das Verfahren ist auch ein ganz anderes, als es zur Herstellung des bekannten p-Nitrophenylmaltosids mit 2 Glucoseeinheiten von S. MATSITBARA in Bull. Che m.D FRENCH et al., J. Am. Chem. Soc., Vol. 76, 2337-2390 (1954), so it is surprising that the receptors here are not only relatively simple built glucosides such as «-methyl or q phenyl derivatives can be used, but also those glucosides that have an indicator compound as A glucon, has the analytical importance in determining the amylase enzyme. The procedure is also completely different from the one used for the production of the well-known p-nitrophenyl maltoside with 2 glucose units from S. MATSITBARA in Bull. Che m.

Soc.Japan, Bd. 34, 718 (1961) beschrieben wurde. Diese Verbindung wurde in der Weise hergestellt, dass das Phenyl-«-D-heptaacetylmaltosid in Eisessig-Schwefelsäure gelöst mit Salpetersäure nitriert und dann die nitrierte Verbindung mit Natriummethylat in methanolischer Lösung entacetyliert wurde. Das erfindungsgemässe Verfahren wählt eine andere Methode, indem es von dem leicht erhältlichen bereits nitrierten Phenylglykosid ausgeht und durch eine gezielte enzymatische Transglukosidierung eine Kettenverlängerung am Glu coserest vornimmt.Soc. Japan, Vol. 34, 718 (1961). This connection was prepared in such a way that the phenyl - «- D-heptaacetyl maltoside in glacial acetic acid sulfuric acid dissolved with nitric acid and then nitrated the nitrated compound with sodium methylate was deacetylated in methanolic solution. The method according to the invention selects another method by taking it from the readily available already nitrated phenyl glycoside and chain lengthening through targeted enzymatic transglucosidation at Glu coserest.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Herstellungsverfahrens für die neuen Indikatormaltoside wird das M-Cyclodextrin und das Indikatorglukosid in wässriger gepufferter Lösung in einer durch die Löslichkeit der Komponenten bestimmten Menge bei einem pH-Bereich von 6.0 bis 7.8 mit der Transglykanosylase bei einer Temperatur von 15° bis 45°C 2 bis 100 Stunden, vorzugsweise 30 bis 50 Stunden, z. B. In a preferred embodiment of the manufacturing process M-cyclodextrin and the indicator glucoside are used for the new indicator maltosides in aqueous buffered solution in a determined by the solubility of the components Amount at a pH range of 6.0 to 7.8 with the transglycanosylase at a Temperature from 15 ° to 45 ° C 2 to 100 hours, preferably 30 to 50 hours, e.g. B.

für etwa 48 Stunden, bei Zimmertemperatur inkubiert. Pro Mol α-Cyclodextrin sollen 0,2 bis 2 Mol, vorzugsweise etwa 1 Mol, Indikatorglukosid und 50 bis 500 mg Transglukanosylase mit einer Wirksamkeit von 45 Einheiten je mg Präparat eingesetzt werden. Nach der Inkubierung wird das Enzym inaktiviert, z. B. durch 15 Minuten langes Erhitzen der Lösung auf eine für die Inaktivierung des Enzyms ausreichende Temperatur wie beispielsweise 700 bis 90°C. Die Indikatormaltoside werden dann isoliert, wobe elne nach Kettenlängen ausgerichtete Reinigung des Produktes erfolgen soll. Zweckmässig wird hier eines der Verfahren eingesetzt, welches ermöglicht, Saccharide verschiedenen Molekulargewichts zu trennen. Besonders geeignet hierfür ist die Chromatographie, vor allem eine Hochdrucksäulenchromatographie. Durch eine saubere präparative Auftrennung des Umsetzungsproduktes können die gewünschten Indikator-D-α-maltodextrine als Fraktionen, z. B. das p-Nitrophenyl maltotriosid und-maltotetraosid, ferner die höheren Homologen der Reihe bis zu 12 Glucoseresten oder mehr, gewonnen und von der im Ansatz vorhandenen freien Indikatorverbindung, z. B. dem p-Nitrophenol, bzw. dem nicht umgesetzten Glukosid sowie entstandener Glucose, Maltose und höheren LIaltosiden, abgetrennt werden.incubated for about 48 hours at room temperature. Per mole of α-cyclodextrin should be 0.2 to 2 moles, preferably about 1 mole, indicator glucoside and 50 to 500 mg of transglucanosylase is used with an effectiveness of 45 units per mg of preparation will. After incubation, the enzyme is inactivated, e.g. B. by 15 minutes heating the solution for a long time to a level sufficient to inactivate the enzyme Temperature such as 700 to 90 ° C. The indicator maltosides are then isolated, wove The product should be cleaned according to chain lengths. Appropriate one of the methods is used here, which enables saccharides different Separate molecular weight. Chromatography is particularly suitable for this, especially high pressure column chromatography. Through a clean preparative separation of the reaction product can contain the desired indicator D-α-maltodextrins as fractions, e.g. B. the p-nitrophenyl maltotriosid and maltotetraosid, furthermore the higher homologues of the series up to 12 glucose residues or more, obtained and of the free indicator compound present in the approach, e.g. B. the p-nitrophenol, or the unreacted glucoside as well as glucose, maltose and higher LIaltosiden, are separated.

Besonders vorteilhaft für die analytische Bestimmung der Amylase sind die Indikator-,-D-maltotriosid- und -maltotetraosidverbindungen, da diese besonders schnell gespalten werden Um deren Ausbeute beim erfindungsgemässen Verfahren zu steigern, ist es zweckmässig, die höheren Glieder der homologen Reihe zu den gewünschten niederen abzubauen, was dadurch geschehen kann, dass man im Anschluss an die Transglukanosylierung den Reaktionsansatz mit einer OC-Glukan-Phosphorylase behandelt. Particularly advantageous for the analytical determination of amylase are the indicator -, - D-maltotriosid- and -maltotetraosidverbindungen, as these are special are cleaved quickly In order to increase their yield in the process according to the invention it is advisable to add the higher members of the homologous series to the desired ones lower levels, which can be done by following the transglucanosylation treated the reaction mixture with an OC-glucan phosphorylase.

Bevorzugt wird hierbei ein Enzym aus Klebsiella pneumoniae verwendet, wie es von LINDER, KURZ, BENDER, WALLENFELS, Eur.J.Biochem., Bd. 7u, 291 - 3C3 (1976), beschrieben wurde, Bei dieser Inkubation werden dann annähernd alle höheren Homologen der genannten Reihe, im wesentlichen bis zu dem Maltotriosid und dem Maltotetraosid abgebaut, so dass hiermit die Ausbeute der für die Analytik besonders interessanten Verbindungen wesentlich erhöht werden kann. Die Inkubation mit der α-Glukan-Phosphorylase wird bei einem pH-Wert von 5. 5 bis 7.5 durchgeführt. Zweckmässig wird hierfür ein Phosphatpuffer der Molarität von m bis m verwendet. Es wurde festgestellt, dass bei Verwendung von 20 20 Arsenatpuffer der Molarität von m bis m und Kleibsiellaphoshorylase 50 10 das wesentliche Reaktionsprodukt das Indikator-maltrotriosid ist, während dann, wenn die Muskelphosphorylase benützt wird, im wesentlichen das Indikatormaltotetraosid entsteht. Auch hydrolytische Enzyme können für den genannten Zweck Verwendung finden, sofern sie nur die glykosydischen Bindungen im peripheren Bereich der Maltodextrine spalten.An enzyme from Klebsiella pneumoniae is preferably used here, as described by LINDER, KURZ, BENDER, WALLENFELS, Eur.J.Biochem., Vol. 7u, 291-3C3 (1976), has been described, With this incubation then almost all higher homologs of the series mentioned, essentially up to the maltotrioside and the maltotetraoside degraded, so that the yield of the particularly interesting for analysis Connections can be increased significantly. Incubation with α-glucan phosphorylase is carried out at a pH of 5.5 to 7.5. For this purpose, a Phosphate buffer of molarity from m to m is used. It was found that when using 20 20 Arsenate buffer of molarity from m to m and Kleibsiellaphoshorylase 50 10 the main reaction product the indicator maltrotriosid while when muscle phosphorylase is used it is essentially that Indicator maltotetraoside is formed. Hydrolytic enzymes can also be used for the said Purpose find use, provided that they only the glycosydic bonds in the peripheral Split area of maltodextrins.

Das beschriebene Verfahren zur Herstellung der Indikator-α-D-maltodextrine ist sehr allgemein anwendbar, Der Transfer von Glukanosylresten auf glukosidische Akzeptoren hängt weder von der Natur des Aglykons noch von der Konfiguration der glykosidischen Bindung, mit welcher dieser mit der Glucose verbunden ist, ab. So kann z.B. The process described for the preparation of the indicator α-D-maltodextrins is very generally applicable, the transfer of glucanosyl residues to glucosidic ones The acceptors depend neither on the nature of the aglycone nor on the configuration of the glycosidic bond with which it is connected to glucose. So can e.g.

p-Nitrophenyl- (3-D-glukosid für die Herstellung einer vergleichbaren homologen Serie wie mit dem S-Anomeren erhalten werden. Besonders interessant ist diese Übertragung bei der Verwendung von Strophantyl-ß-D-glukosid zur Herstellung einer homologen Reihe der mit dem Strophantylrest endenden Oligosaccharidkette mit 3 bis 10 Glucoseeinheiten in α-1-Bindung. Diese neuen Strophantin-derivate können auch noch in anderer Weise verwendet werden, da sie eine für die Therapie mit Herzglykosiden besonders wichtige Gewebespezifität durch Verlängerung der glykosidischen Komponente besitzen.p-Nitrophenyl- (3-D-glucoside for the production of a comparable homologous series can be obtained as with the S-anomer. Is particularly interesting this transfer when using strophantyl-ß-D-glucoside for the production a homologous series of the oligosaccharide chain ending with the strophantyl residue 3 to 10 glucose units in an α-1 bond. These new strophantine derivatives can be used in other ways as well, as they are one for therapy with cardiac glycosides particularly important tissue specificity by extending the glycosidic Own component.

Bei der Verwendung der neuen Indikator-.2-D-maltodextrine als Substrate für die Bestimmung von Amylasen führt die Spaltung des Substrats entweder zum niedrigen Indikatorglykosid oder bis zum Indikatoraglykon. Die beiden Abspaltungswege sind in der Regel von dem Typ der Amylase abhängig. Die Pankreas-α-Amylase, aus Schweine-oder menschlichem Pankreas gewonnen, spaltet das Indikatoraglykon beispielsweise im Maltotriosid sehr r rasch ab. Dies gilt insbesondere für die Substrate mit der Nitropheno?gruppierung als Indikator. When using the new indicator .2-D-maltodextrins as substrates for the determination of amylases, the cleavage of the substrate either leads to the low Indicator glycoside or up to the indicator aglycon. The two ways of splitting off are usually dependent on the type of amylase. The pancreatic α-amylase, from Obtained from pig or human pancreas, the indicator aglycon cleaves, for example very rapidly in the maltotrioside. This is especially true for the substrates with the Nitropheno? Grouping as an indicator.

Wesentlich langsamer ist die Abspaltung des Indikatoraglykons aus dem entsprechenden höheren Maltosid, d, h, dem Maltotetraosid oder dem Maltopentaosid. Aus dem Çt-D-Glukosid wird das Indikatoraglykon praktisch nicht abgespalten. Urn das Verfahren empfindlicher zu machen, empfiehlt sich daher, diese Bestirnmungen in Gegenwart derd-Glukosidase als Hilfsenzym durchzuführen.The splitting off of the indicator aglycone is much slower the corresponding higher maltoside, i.e. the maltotetraoside or the maltopentaoside. The indicator aglycon is practically not split off from the Çt-D-glucoside. Urn To make the procedure more sensitive, it is therefore advisable to make these determinations to be carried out in the presence of d-glucosidase as an auxiliary enzyme.

Im Gegensatz zu d en bisherigen klinisch verwendeten Amylasebestimmungen kann die erfindungsgemässe amylatische Spaltung der Indikator-maltodextrine an der Geschwindigkeit der Freisetzung des Indikatoraglykons direkt gemessen und kontinuierlich verfolgt werden. In contrast to the amylase determinations used hitherto clinically can the amylatic cleavage of the indicator maltodextrins according to the invention at the Rate of release of the indicator aglycone measured directly and continuously to be tracked.

Es wird ein molekular einheitliches Substrat verwendet und die Enzymwirkung ist direkt und kontinuierlich zu verfolgen. Da die Reaktionsgeschwindigkeit in der frühen Anfangsphase, wenn die Bedingungen der molaren Kinetik vorliegen, schnell bestimmt werden kann, lässt sich die Spaltung daher nach dem Molprinzip definieren und berechnen.A molecularly uniform substrate is used and the enzyme action is to be followed directly and continuously. Since the speed of reaction in the early onset, when the molar kinetic conditions are met, quickly can be determined, the split can therefore be defined according to the molar principle and calculate.

Da die Parotis-Amylase das Indikatoraglykon, insbesondere das p-Nitrophenol aus dem entsprechenden Maltotriosid nur langsam abspaltet und eine Abspaltung beim Maltotetraosid unter den Bedingungen des Testes kaum festgestellt werden konnte, eignet sich das erfindungsgemässe Bestimmungsverfahren auch zur Differenzierung der verschiedenen Amylasen, insbesondere in Körperflüssigkeiten von Säugern sowie pflanzlichen und tierischen Zellextrakten. Since parotid amylase is the indicator aglycon, especially p-nitrophenol only slowly splits off from the corresponding maltotrioside and splitting off at Maltotetraoside could hardly be determined under the conditions of the test, the determination method according to the invention is also suitable for differentiation of the various amylases, particularly in mammalian body fluids as well plant and animal cell extracts.

Die Erfindung wird durch nachfolgende Beispiele näher erläutert: Beispiel 1: Ein etwa molares Verhältnis von α-Cyclodextrin und p-Nitrophenyl-a-D-Clukosid, das sind z. B. 31 g α-Cyclodextrin und 10 g Nitrophenylglukosid, gelöst in 1 Liter molarem 2- (N-Morpholino)-Aethansulfonsäure-Puffer vom pH 6.5, enthaltend 0,005 Mol/l Calciumchlorid, werden mit 10 mg = 450 U Transglukanosylase aus Kl. pneumoniae versetzt und 4P, Stunden bei Zimmertemperatur gehalten. Danach wird die Lösung 15 Minuten auf 80° erhitzt. The invention is explained in more detail by the following examples: example 1: An approximately molar ratio of α-cyclodextrin and p-nitrophenyl-a-D-clucoside, these are z. B. 31 g of α-cyclodextrin and 10 g of nitrophenyl glucoside, dissolved in 1 liter of molar 2- (N-morpholino) -ethanesulfonic acid buffer of pH 6.5 containing 0.005 mol / l calcium chloride, 10 mg = 450 U of transglucanosylase from Kl. pneumoniae were added and kept at room temperature for 4 hours. After that, the Solution heated to 80 ° for 15 minutes.

Eine dünnschichtchromatographische Kontrolle zeigt, daß eine homologe Reihe nitrophenylierter Maltodextrine, enthaltend bis zu 12 Glukoseeinheiten in der Kette, entstanden ist.A thin-layer chromatographic control shows that a homologous Range of nitrophenylated maltodextrins containing up to 12 glucose units in the chain.

Die Trnnung der einzelner, Glieder dieser Reihe erfolgt in mehreren Chargen mit der hochdruckflüssigkeitchromatographie von 1 m Länge und 3 cm Durchmesser. Als Füllmaterial wird vorzugsweise Biogel P(R)2, ein Copolymeres des Acrylamids und Methylenbisacrylamids, hergestellt von Bio-Rad Laboratories, Richmond, Californien, verwendet. Die Entwicklung erfolgt unter Druck mit einer pulsarmen Druckpurnpe unter Verwendung von reinem, entgastem Wasser als Elutionsmittel. Als Detektor wird die parallele Schaltung eines Diffraktometers und eines Spektrophotometers mit Durchflußzellen benützt. Das Refraktometer registriert die Konzentration aller Komponenten des Gemisches entsprechend den Konzentrationen, mit der sie von der Säule kommen, während die Photomeierzelle bei einer Wellellänge von z. B. 365 nm nur die Indikatorglukoside anzeigt. Diese werden mittels eines Fraktionensammlers in einzelnen Gefäßen getrennt nach einzelnen Absorptionsmaxima aufgefagen.The individual links in this series are separated into several High pressure liquid chromatography batches 1 m long and 3 cm in diameter. The preferred filler material is Biogel P (R) 2, a copolymer of acrylamide and methylenebisacrylamide manufactured by Bio-Rad Laboratories, Richmond, California, used. The development takes place under pressure with a low-pulse pressure pump Use of pure, degassed water as an eluent. The detector is the parallel connection of a diffractometer and a spectrophotometer with flow cells used. The refractometer registers the concentration of all components of the mixture according to the concentrations with which they come from the column during the Photomeier cell at a wave length of z. B. 365 nm only the indicator glucosides indicates. These are separated into individual vessels using a fraction collector indicated for individual absorption maxima.

Bei dem in Fra(Jc stehenden Ansatz wurden folgende Mengenverhältnisse der einzelnen Indikator-(;lukoside erhalten: p-Nitrophenyl-maltosid: 3.0 g p-Nitrophenyl-maltotriosid: 3.0 g p-Nitrophenyl-maltotetranosid: 3.1 g p-Nitrophenyl-maltopentaosid: 2.5 g Höiiere Homologe: wesentlich geringere Mengen an einzelnen, zusammen bis p-Nitrophenyl-maltododecaosid ca.In the approach given in Fra (Jc) the following proportions were used the single indicator - (; get lucosides: p-nitrophenyl maltoside: 3.0 g p-nitrophenyl-maltotrioside: 3.0 g p-nitrophenyl-maltotetranoside: 3.1 g p-nitrophenyl-maltopentaoside: 2.5 g Höiiere homologues: much smaller amounts of individual, together up to p-nitrophenyl-maltododecaoside approx.

6 g. 6 g.

Bei anderen Mengenverhältnissen ergeben sich keine wesentlichen Verschj ebungen in den prozentualen Anteilen der einzelnen Indikator-Glukoside. Dies wird darauf zurückgeführt, daß Nitrophenylglukosid mit α-Cyclodextrin einen 1:1 Einschlußkomplex bildet, daran crkenDbar, daß dieser Komplex wesentlich besser löslich ist als jede einzelne Komponente. D.h. bei Überschuß an Cyclodextrin bleibt von diesem der nicht im Komplex vorliegende Anteil größtenteils ungelost und wirkt nicht als Donor, während bei überdchuß von Nitrophenylglukosid dieser Anteil zum größten Teil ungelöst bleibt und daher nicht als Akzeptor dienen kann.With other proportions there are no significant differences levels in the percentages of the individual indicator glucosides. this will attributed to the fact that nitrophenyl glucoside has a 1: 1 with α-cyclodextrin Inclusion complex forms, evident from the fact that this complex is much more soluble is as each individual component. I.e. with excess of cyclodextrin remains of the part that is not present in the complex is largely unresolved and does not work as a donor, while with excess nitrophenyl glucoside this proportion is greatest Part remains undissolved and therefore cannot serve as an acceptor.

Beispiel 2: Im Anschluß an die Transglukanosylierung nach Beispiel 1 wird der Ansatz mit dem gleichen Volumen einer 0.05 M HASO4-Lösung von p;l 6.5 verdünnt und nach Zusatz von 10-Onlg, entsprechend 1800 E von α-Glukan-Phosphorrylase aus Ki. pneumoniae inkubiert.Example 2: Following the transglucanosylation according to the example 1 the batch is made with the same volume of a 0.05 M HASO4 solution of p; l 6.5 diluted and after the addition of 10-Onlg, corresponding to 1800 U of α-glucan phosphorrylase from Ki. pneumoniae incubated.

Nach 24 Stunden wird die Auftrennung der Produkte wie in Beispiel 1 vorgenommen. Ls wurden erhalten: Nitrophenylmaltosid: 3.0 g Nitrophenylmaltotriosid: 6.0 g Nitrophenylmaitotetraosid: 1.0 g nci gleichsinniger Verwindung von Phosphorylase aus tierischem Muskel werden 6. 0 g Nitrophenylmaltotetraosid neben normalen Mengen des Maltotriosepräparates erhalten.After 24 hours the separation of the products is as in example 1 made. Ls were obtained: Nitrophenyl maltoside: 3.0 g of nitrophenyl maltotrioside: 6.0 g nitrophenyl maitotetraoside: 1.0 g nci twisting of phosphorylase in the same direction animal muscle becomes 6.0 g of nitrophenyl maltotetraoside in addition to normal amounts of the maltotriose preparation.

Beispiel 3: Kinetischer Test für α-Amylase: Reaktion: p-Nitrophenylmaltotetraosid wird durch Amylase in Maltose, Maltotriose, Nitrophenylmaltosid und Nitrophenylglucosid gespalten. Als Hilfsenzym wird 6-Glucosidase benützt, die aus den beiden zuletzt genannten Verbindungen p-Nitrophenol freisetzt.Example 3: Kinetic test for α-amylase: reaction: p-nitrophenyl maltotetraoside is converted into maltose, maltotriose, nitrophenyl maltoside and nitrophenyl glucoside by amylase split. 6-glucosidase is used as an auxiliary enzyme, the latter from the two last named compounds p-nitrophenol releases.

Bei Überschuss an &-Glucosidase wird die Geschwindigkeit der Nitrophenolfreisetzung durch die Amylasewirkung bestimmt.If there is an excess of & -glucosidase, the rate of nitrophenol release will decrease determined by the amylase action.

Testansatz: In 10 x 10 mm Küvette werden pipettiert: 2.8 ml Pufferlösung pH 7.75 mit 0.005 MCaCl2 0.01 ml enthaltend 0.05 Einh. a-Glucosidase 0.03 ml p-Nitrophenylmaltotriosidlösung 0.1 M 0.07 bzw. 0.14 bzw. 0.21 ml einer Lösung von oL-Amylase des Pankreas enthaltend 0.13 bzw. 0.26 bzw. 0.39 Einh. Amylase (Test nac Wahlefeld: Methoden der Enzym. Analyse, Verlag Chemie ]974, S. 927-93 Es wird die Zunahme der Extinktion bei 405 nm gemessen. Extinktionskoeffizient für p-Nitrophenol bei pH 7.75 und 405 nm: 1.1 x 103. Die Geschwindigkeit der Freisetzung von Nitrophenol zeigt lineare Abhängigkeit von der Amylaseaktivität wie dies in der Fig. gezeigt ist.Test mixture: In 10 x 10 mm cuvette are pipetted: 2.8 ml buffer solution pH 7.75 with 0.005 MCaCl2 0.01 ml containing 0.05 units. α-glucosidase 0.03 ml p-nitrophenyl maltotrioside solution 0.1 M containing 0.07 or 0.14 or 0.21 ml of a solution of oL-amylase of the pancreas 0.13 or 0.26 or 0.39 units. Amylase (test according to Wahlefeld: methods of enzyme. Analyze, Verlag Chemie] 974, pp. 927-93 The increase in extinction at 405 nm measured. Extinction coefficient for p-nitrophenol at pH 7.75 and 405 nm: 1.1 x 103. The rate of release of nitrophenol shows linear dependence on the amylase activity as shown in the figure.

L e e r s e i t eL e r s e i t e

Claims (9)

P a t e n-t a n s p r ü c h e Indikator-r-Dlmaltodextrine g e k e n n z e i c h n e t durch eine chromogene oder fluorogene Indikator gruppe am reduzieren den Glukoserest des Maltodextrins mit 3 bis 12 Glukoseeinheiten in der Kette. P a t e n t a n s p r ü c h e Indicator-r-Dlmaltodextrins g e k e n n z e i n e t by a chromogenic or fluorogenic indicator group on the reduction the glucose residue of maltodextrin with 3 to 12 glucose units in the chain. 2. Indikator-cGD-maltodextrine nach Anspruch 1 g e k e n n -z e i c h n e t durch 3 oder 4 α-D-Glukoseeinbeiten in der Kette.2. Indicator cGD maltodextrins according to claim 1 g e k e n n -z e i c h n e t by 3 or 4 α-D-glucose incorporating in the chain. 3. Indikator-a-D-maltodextrine nach Anspruch 1 oder 2. dadurch g e k e n n z e i c h n e t . dass die Indikatorgruppe eine Nitrophenyl-, Naphthyl-, Chinolyl- oder Umbelliferyl-Gruppe ist.3. indicator-a-D-maltodextrins according to claim 1 or 2. thereby g e no indication. that the indicator group is a nitrophenyl, naphthyl, Is quinolyl or umbelliferyl group. 4. Verfahren zur Herstellung der Indikator-α-maltodextine nach einem der Anspruche bis 3, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass man eine wässrige Lösung von α-Cyclodextrin und einem die Indikatorgruppe enthialtenden -D-Glukosid in Gegenwart einer Transglukanosylase inkubiert, worauf man die Reaktionsprodukte in an sich bekannter Weise isoliert.4. Process for the preparation of the indicator-α-maltodextine according to one of claims 1 to 3, characterized in that an aqueous Solution of α-cyclodextrin and a -D-glucoside containing the indicator group incubated in the presence of a transglucanosylase, whereupon the reaction products isolated in a manner known per se. 5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass man eine Klebsiella pneumoniae-Transglukanosylase verwendet.5. The method according to claim 4, characterized in that g e k e n n z e i c h n e t, that a Klebsiella pneumoniae transglucanosylase is used. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t, dass man die Inkubierung bei einem pH-Bereich von 6.0 bis 7.8 und einer Temperatur von l 5 bis 450C durchführt und nach 2 bis 100 Stunden die Transglukanosylase inaktiviert.6. The method according to any one of claims 4 or 5, characterized g e -k e n It should be noted that incubation should be carried out at a pH range of 6.0 to 7.8 and a temperature of 15 to 450C and after 2 to 100 hours the Transglucanosylase inactivated. 7. Verfahren zur Herstellung eines Indikator-Ot-D-maltotriosids oder -maltotetraosids nach Anspruch 4 - 6, da<lurch g e k e n n z e i c h -n e t , dass man im Anschluss an die Inkubierung in Gegenwart der Transglukanosylase dem Reaktionsansatz eine 4-Glukan-Phosphorylase hinzufügt.7. Process for the production of an indicator-Ot-D-maltotriosids or -maltotetraosids according to claim 4 - 6, since <lurch g e k e n n n z e i c h -n e t, that following the incubation in the presence of the transglucanosylase the Adding a 4-glucan phosphorylase to the reaction mixture. 8. Verwendung der Indikator-a-D-maltodextrine nach einem der Ansprüche 1 bis 3 zur qualitativen oder quantitativen Bestimmung von Amylasen.8. Use of the indicator-a-D-maltodextrins according to one of the claims 1 to 3 for the qualitative or quantitative determination of amylases. 9. Verwendung nach Anspruch 8 in Gegenwart von α- oder ß-Glukosidase als Hilfsenzym.9. Use according to claim 8 in the presence of α- or ß-glucosidase as an auxiliary enzyme.
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