JP3143050B2 - 安定化されたグルコース6リン酸脱水素酵素 - Google Patents

安定化されたグルコース6リン酸脱水素酵素

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【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はグルコース6リン酸脱水
素酵素を用いた臨床検査法において、グルコース6リン
酸脱水素酵素を化学修飾により安定化する方法と、およ
び安定化されたグルコース6リン酸脱水素酵素からなる
安定性のより高い臨床検査用測定試薬とその測定方法に
関する。
【0002】
【従来の技術】グルコース6リン酸酸脱水素酵素は、補
酵素NAD又はNADPの存在下でグルコース6リン酸
及びNADH又はNADPHを生成する反応、あるいは
この逆の反応を触媒する性質の酵素で、動植物界に広く
分布している。この性質を利用してグルコース6リン酸
脱水素酵素は分析試料中のグルコース関連物質の定量や
関連酵素の酵素活性等に使用されているが安定性に問題
がある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、グルコース
6リン酸脱水素酵素を用いたグルコース6リン酸を生成
物とする液状臨床検査試薬において該酵素の安定性を向
上させる技術を提供することを目的とする。
【0004】
【問題点を解決するための手段】本発明者らは、上記従
来の問題点に鑑みグルコース6リン酸脱水素酵素(以下
G6PDと略す)について鋭意研究の結果、乳酸菌の一
種であるロイコノストック属由来のG6PDにおいて、
2価性架橋試薬にて化学修飾することにより、該酵素の
安定性を向上させる技術を見いだし、グルコース6リン
酸(以下G6Pと略す場合もある)を生成物とする液状
臨床検査試薬とその測定系方法を完成するに至った。
【0005】本発明のグルタルアルデヒド修飾による安
定化されたG6PDの作製方法の一例を以下に示した。
【0006】1)ロイコノストック・メセントロイデス
由来精製G6PD、6mg蛋白を2.4mlの20mM
K−PO4緩衝液(pH7.0,0.2M NaC
l,0.5mM EDTAを含む)に溶解した。つい
で、ミキサーにて激しく攪拌しながら最終濃度0.05
%になるように12μlの10%グルタルアルデヒド溶
液(和光純薬社製、電子顕微鏡用)を滴下した。その後
25℃にて30分間静置した。
【0007】2)先のグルタルアルデヒド反応液に対し
て等量の0.2M グリシン溶液(pH7.0)添加混
合し、架橋化反応を停止した。その後さらに30分間静
置した。
【0008】3)最終的に淡黄色を呈した反応混合液か
ら、低分子量のものを除去するために、市販カラム(バ
イオラッド社製、Biogel−10DG)を用いて1
0mM K−PO4緩衝液(pH7.0、0.5mM
EDTA、0.02%NaN3を含む)にて脱塩処理を
行った。もしくは、脱塩操作の代わりに上記リン酸緩衝
液中にて透析を行っても良い。
【0009】4)さらには、架橋化反応液から安定化さ
れたG6PDのみを得ることを目的とし、未修飾酵素や
架橋が不十分に行われたものを失活させ除去するため
に、上記の2)の段階、もしくは3)の段階で熱処理操
作を行っても良い。また、イオン交換クロマトグラフィ
ー等の分離精製手段を3)の段階以降に講じても良い。
もちろん熱処理とクロマトグラフィー操作とを組み合わ
せることもできる。また、2価性架橋試薬によるG6P
D架橋化反応時に、酵素活性部位を保護する目的で用い
た2価性架橋試薬とは実質上反応しえない基質及び基質
アナログ、もしくは阻害剤を添加しても良い。
【0010】ロイコノストック属由来のG6PDとは、
菌体培養より精製して得られた酵素標品でも、ロイコノ
ストック属由来のG6PD遺伝子を大腸菌等に形質導入
して得られた組換え酵素であっても良い。
【0011】本発明に係る細菌性ロイコノストック属に
ついてロイコノストック・メンセントロイデス等任意の
ものを使用すればよい。又この微生物の代表菌株とし
て、ロイコノストック・メンセントロイデスはATCC
12291である。
【0012】G6PDの酵素活性は、分光光学的に算出
し30℃における1分間あたり1μmoleのNADH
生成量を酵素活性(1単位)とした。
【0013】 測定機器 :日立分光光度計U,2000型 測定温度 :30℃ 測定波長 :340nm 基質反応液組成:0.1M Tris−塩酸緩衝液(pH7.8) 3mM MgCl2 3mM G6P 2mM NAD+
【0014】上述したグルタルアルデヒド修飾によるG
6PDの安定化操作中の各工程段階での総活性値及びに
収率を表1に示した。
【0015】
【表1】 ──────────────────────────────── 処理工程 総活性値(U) 収率(%) ──────────────────────────────── 初期出発材料 4,990 100 グルタルアルデヒド修飾反応 1,167 23.4 50℃、15分間の熱処理 833 16.7 DEAE−5PWカラムによる分画 924 18.5 ────────────────────────────────
【0016】グルタルアルデヒド修飾により安定化した
G6PDの熱安定性の測定方法については例えば下記の
要領で簡単に試験することが可能である。
【0017】 熱処理温度 :45、50、55℃ 熱処理時間 :0、2、5、10、20、30分間目にサンプリング 添加酵素濃度 :0.2U/ml 緩衝液 :50mM K−PO4(pH7.0) 0.5mM EDTA 0.1% BSA 0.02% NaN3 熱安定性度合の算出法:初期G6PD活性値に対する熱処理後の残存活性の割 合を熱処理時間に対してプロットし、安定化されたG6 PDHの半減期を求める。
【0018】グルタルアルデヒド修飾により安定化した
G6PDの酵素的な性状をゲル濾過法による架橋化酵素
のの分子量の測定や基質であるG6Pに対する反応度合
より、未処理酵素との比較分析を行った。G6Pに対す
るKm値測定のための組成について、上記したG6PD
酵素活性試薬組成に準じたものと、臨床化学(199
0)第19巻第2号185−208記載のCK(クレア
チンキナーゼ)活性を測定する為の最終反応液組成に準
じて行った。得られた比較分析結果を表2に示した。
【0019】
【表2】 ─────────────────────────────── 酵素的性状 未修飾G6PD 修飾G6PD ─────────────────────────────── 分子量(ゲル濾過法) 130KD 130KD G6Pに対するKm値 (30℃、pH7.8、 0.1mM 0.15mM 2mM NAD+測定時)1) (37℃、pH6.7、 0.1mM 約0.2mM CK活性測定試薬組成中)2) ───────────────────────────────
【0020】本発明においてG6PDの安定化の為に使
用される2価性の架橋試薬は種々の物が挙げられる。そ
の一例と共に、修飾酵素の熱安定性試験結果を表3に示
した。また、下表に挙げた架橋試薬以外にも、ジスクニ
ミジルグルタレート(DSG)、ジスクシニミジルタル
タレート(DST)等が挙げられる。
【0021】架橋化試薬によるG6PDの修飾反応条
件; G6PD :ロイコノストック属由来 1.4mg蛋白/ml(約1000U/ml) 架橋化試薬濃度:5mM 反応液組成 :20mM K−PO4緩衝液(pH7.0) 0.2mM NaCl 0.5mM EDTA 0.02% NaN3 反応条件 :25℃、20分間 反応停止剤 :0.1M グリシン(pH7.0)を添加混合後、 15分間静置する
【0022】
【表3】 ──────────────────────────────────── G6PD修飾に用いた2価性 架橋化反応後の 修飾酵素の熱安定性 架橋試薬(反応液中5mMで使用) 酵素活性回収率 (50℃、20分間) ──────────────────────────────────── 未修飾 100% 38.5% グルタルアルデヒド 9.7 71.5 ジメチルアジピン酸 87.5 40.6 ジメチルスベルイミデート 81.2 39.2 ジスクニミジルスベレート 33.9 50.5 ジチオビススキシニミジルプロ <<1.0 −− ピオネート ジメチルジチオビスプロピオン 58.3 42.2 イミデート エチレングリコビススクシニミ <<1.0 −− ジルスクシネート ────────────────────────────────────
【0023】以下に本発明を実施例にて更に詳しく説明
する。なお、本発明は実施例に限定されるものではな
い。
【0024】
【実施例1】 1)ロイコノストック・メセンテロイデス由来精製G6
PD、6mg蛋白を2.4mlの20mM K−PO4
緩衝液(pH7.0、0.2mM NaCl、0.5m
M EDTAを含む)に溶解した。ついで、ミキサーに
て激しく攪拌しながら最終濃度0.05%になるように
12μlの10%グルタルアルデヒド溶液)和光純薬社
製、電子顕微鏡用)を滴下した。その後、25℃にて3
0分間静置した。
【0025】2)先のグルタルアルデヒド反応液に対し
て等量の0.2M グリシン溶液(pH7.0)添加混
合し、架橋化反応を停止した。その後さらに30分間静
置した。
【0026】3)最終的に淡黄色を呈した反応混合液か
ら、低分子量のものを除去するために、市販カラム(バ
イオラッド社製、Biogel−10DG)を用いて1
0mM K−PO4緩衝液(pH7.0、0.5mM
EDTA、0.02%NaN3を含む)にて脱塩処理を
行った。
【0027】4)また、上記2)の段階のグルタルアル
デヒド架橋化反応混合液中には、架橋化反応が形成され
なかった未修飾酵素及び不十分な状態にあるものなどが
混在しているため、安定化されたG6PDのみを得るこ
とを目的とし、上記2)の反応混合液に対して55℃、
15分間の熱処理を行った。
【0028】以降の実施例の中で上述3)の段階までの
ものを修飾酵素(#1)と称し、架橋化反応後あわせて
熱処理を行ったものを修飾酵素(#2、熱処理)と表記
することにした。
【0029】
【実施例2】グルタルアルデヒド修飾により安定化した
G6PDの熱安定性の測定方法については下記の要領で
試験した。
【0030】 熱処理温度 :45、50、55℃ 熱処理時間 :15分間 添加酵素濃度 :0.2U/ml 酵素熱処理用緩衝液 :20mM K−PO4(pH7.0) 0.5mM EDTA 0.2M NaCl 0.1% BSA 0.02% NaN3 熱安定性度合の算出法:初期G6PD活性値に対する熱処理後の残存活性の割 合を各種処理温度に対して図示した。
【0031】
【実施例3】実施例1で安定化した修飾G6PDのCP
K活性測定試薬組成中における保存安定性を下記の要領
で調査した。結果を図2に示した。
【0032】 保存温度 :4℃及び37℃ 保存日数 :0、3、6、9日目にサンプリング 添加G6PD濃度 :0.2U/ml 溶解用緩衝液 :100mM イミダゾール酢酸緩衝液(pH6.7) 2mM EDTA 10mM 酢酸マグネシウム 試薬組成 :2.5mM ADP 25mM NAC 6.25mM AMP 12.5μM AP5A 2.5mM NADP+ グルコース無添加もしくは、20mM グルコース添加 熱安定性度合の算出法:初期G6PD活性値に対する保存活性の割合を保存日数 に対してプロットし、残存活性率から見た安定化G6P DHの半減期を求める。
【0033】
【実施例4】実施例1で安定化した修飾G6PDのCP
K活性測定時における追随酵素性能を下記の要領で調査
した。CPK活性測定するために組み立てた試薬組成
は、臨床化学(1990)第1巻第2号185−208
ページ記載のCK(クレアチンキナーゼ)活性を測定す
るための最終反応液組成に準じて行った。結果を図3に
示した。
【0034】 検体 :市販コントロール血清 (Baxter社製 Moni−TrollII) 検体ブランク :0.9% NaCl水溶液 測定機器 :コーバスファラ 測定温度 :37℃ 検体と測定試薬との添加 :検体:純水:第1試薬:第2試薬= 比率 6: 4: 240:60 (μl) CPK活性値の算出 :検体と測定試薬を添加混合し反応を開始させた後、 2.5〜3.5分までの1分間におけるレートアッ セイから△A340/minを求めた。 CPK活性測定値とG6 :反応開始からのタイムコースから求めた見かけの△ PDH追随能との関係 A340/minを第1試薬組成中に添加したG6 PDH酵素量との関係としてプロットした。 CPK活性測定試薬溶解 :100mM イミダゾール酢酸緩衝液(pH6.7 ) 緩衝液 2mM EDTA 10mM 酢酸マグネシウム 20mM グルコース 第1試薬 :2.5mM ADP 25mM N−アセチルシステイン 6.25mM AMP 12.5μM AP5A 2.5mM NADP+ 3U/mL HK 第2試薬 :150mM クレアチンリン酸
【0035】
【実施例5】修飾G6PDを用いたCPK活性測定時に
おける検量線を作成した。
【0036】 検体 :ウサギ骨格筋由来クレアチンキナーゼ 2,000U/Lに溶解したものを5段階希釈して用いた CK溶解緩衝液:1% BSA 10mM NAC 0.05% NaN3 50mM Tris塩酸緩衝液(pH8.5)
【0037】ウサギ骨格筋由来クレアチンキナーゼを用
いたCPK検量線の作成に際しては、第1試薬組成中に
2U/mlの安定化されたG6PDを添加した。それ以
外のCPK活性測定条件は実施例4と同様に行った。結
果を図4に示した。
【0038】
【発明の効果】本発明は、グルコース6リン酸を生成物
とする生体物質の測定方法に用いる液状臨床検査測定試
薬において、2価性架橋試薬にて化学修飾されたG6P
Dを用いることで、該酵素の安定性を顕著に向上させる
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 グルタルアルデヒド架橋試薬によるロイコノ
ストックG6PDの熱安定化を示す図表である。
【図2】 (イ)はグルコース無添加時の、(ロ)は2
0mM グルコース添加時の、架橋化処理により安定化
されたG6PDのCPK活性測定試薬組成における保存
安定性を示す図表である。
【図3】 架橋化処理により安定化されたG6PDのC
PK活性測定時における追随酵素性能を示す図表であ
る。
【図4】 架橋化処理により安定化されたG6PDを用
いたCPK活性測定試薬の検量線を示す図表である。

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】グルコース6リン酸脱水素酵素を用いた測
    定試薬において、該グルコース6リン酸脱水素酵素が、
    2価性架橋試薬にて化学修飾して安定化されたグルコー
    ス6リン酸脱水素酵素であることを特徴とする測定試
    薬。
  2. 【請求項2】グルコース6リン酸脱水素酵素を用いた測
    定試薬において、該グルコース6リン酸脱水素酵素が、
    2価性架橋試薬にて化学修飾した後、熱処理することに
    より安定化されたグルコース6リン酸脱水素酵素である
    ことを特徴とする測定試薬。
  3. 【請求項3】請求項1ないし2のいずれか1項記載の安
    定化されたグルコース6リン酸脱水素酵素を用いた測定
    試薬により、生体成分を測定する方法。
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