JPH05123193A - α−アミラーゼ活性の測定法およびα−アミラーゼ活性測定用試薬 - Google Patents
α−アミラーゼ活性の測定法およびα−アミラーゼ活性測定用試薬Info
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Abstract
ランク反応の少ないα−アミラーゼ測定法を提供する。 【構成】 α−アミラーゼ基質として、少なくとも3個
のグルコース単位で構成されるマルトオリゴ糖であっ
て、その還元性末端グルコースが還元性末端グルコース
の1位の位置において光学的に測定できる標識とα−ま
たはβ−グルコシド結合しており、かつその非還元性末
端グルコースがグルコース以外の置換基で修飾されてい
る基質を用意し、試料を、前記標識と1位の位置におい
てα−グルコシド結合したグルコースおよびグルコース
単位2個から7個までのすべてのマルトオリゴ糖に実質
的に作用するα−グルコシダーゼ、および必要によりβ
−グルコシダーゼと接触させ、遊離した前記標識を光学
的に測定することにより、試料中のα−アミラーゼ活性
を測定することを特徴とするα−アミラーゼ活性の測定
方法。
Description
腺疾患等の診断の指標となっている体液中のα−アミラ
ーゼ活性の測定法およびα−アミラーゼ活性測定用試薬
に関するものである。
分析装置の普及に伴い、広く用いられているのがマルト
オリゴ糖を用いる方法である。従来はマルトオリゴ糖と
して非還元性末端グルコースが修飾されていないマルト
オリゴ糖を用い、α−アミラーゼの追随酵素としてα−
グルコシダーゼ、必要によりβ−グルコシダーゼを使用
し、遊離するグルコースを測定するか、もしくは還元性
末端グルコースより遊離された標識を光学的に測定して
いた。ここでα−グルコシダーゼとしてよく用いられて
いるのは酵母(サッカロマイセス属)起源のα−グルコ
シダーゼである。
コースに標識が結合しているマルトオリゴ糖にも作用性
を持ち、かつマルトテトラオース(G4)以上のグルコ
ース鎖長を持つマルトオリゴ糖への作用性がほとんどな
いことから、α−アミラーゼ作用前に非還元性末端グル
コースが修飾されていないG4以上のマルトオリゴ糖に
作用する速度が非常に遅いので、α−アミラーゼ活性測
定時には試薬ブランク反応が少なく好適であった。一
方、追随酵素としてのα−グルコシダーゼを考えると、
α−アミラーゼによる生成マルトオリゴ糖を直ちに分解
する必要がある。
シダーゼは、グルコースの鎖長が長くなると作用性が低
下する。つまりマルトトリオース(G3)になると作用
性が悪くなることから、追随酵素として用いるためには
酵素量を過剰に添加する必要があった。更に試薬の安定
性の問題、つまり酵素を基質に長時間接触させておく
と、徐々に酵素が基質に作用するので、酵素および基質
を含む試薬を調製後、直ちにα−アミラーゼ活性測定に
使用しなければならなかった。
性末端グルコース修飾マルトオリゴ糖を基質として用い
る方法が脚光を浴びている。本法は基質の非還元性末端
グルコースが修飾されているので、α−アミラーゼが作
用する以前に基質が追随酵素により攻撃を受けることが
阻止される。それによって酵素と基質を含む試薬の調製
後、長時間経ても使用可能となり、一液性のα−アミラ
ーゼ測定試薬も可能にした。
α−グルコシダーゼの基質特異性であり、効率的な追随
反応で測定を感度よく行うにはα−グルコシダーゼを大
過剰に添加する必要があった。従って酵素を多量に用い
るため、経済的に不利であり、かつ試薬自体の問題とし
て濁りの生成、更には酵素標品中の混在酵素による試薬
ブランク反応増大の可能性がなお残っていた。また基質
としてグルコース単位7個以上のマルトオリゴ糖を用い
ると、マルトテトラオース(G4)以上のマルトオリゴ
糖が生成することがあるが、このようなマルトオリゴ糖
は前記α−グルコシダーゼでは極めて分解され難い。従
ってα−アミラーゼ反応に追随して標識が遊離してこな
いため、測定値に化学量論的係数を乗じてα−アミラー
ゼ活性値を算出する必要のある場合も存在した。
題を解決するためα−グルコシダーゼとグルコアミラー
ゼを併用することが記載されている。すなわち、主にマ
ルトトリオース(G3)以上のグルコース鎖長のマルト
オリゴ糖の分解をグルコアミラーゼに受け持たせる。こ
の方法によれば基質としてマルトヘプタオース(G7)
以上のマルトオリゴ糖を用いても、グルコース単位まで
容易に分解されるため前記のような化学量論的係数を乗
じる必要がなくなり、測定系の感度も上昇する。付随的
に全体の酵素量が減るため、経済的にも有利であると同
時に、濁りの生成および試薬ブランク反応も抑えられ
る。
ミラーゼはマルトトリオース(G3)以上のマルトオリ
ゴ糖へはグルコースの鎖長に依存せずよく作用するが、
マルトース(G2)への作用性は良くない。またグルコ
アミラーゼは還元性末端グルコースに標識が結合したグ
ルコースには作用しないので単独ではアミラーゼ活性測
定の追随酵素として使用できない。
を重ねた結果、非還元性末端グルコース修飾マルゴオリ
ゴ糖を使用するα−アミラーゼ測定法において、1位で
標識とα−グルコシド結合したグルコースおよびグルコ
ース単位2個から7個までのすべてのマルトオリゴ糖に
対して実質的に作用性を有するα−グルコシダーゼを用
いると、グルコアミラーゼの併用なしに、それ単独で効
率的な追随反応が可能であることを見いだして本発明を
完成した。
ラーゼ基質として、少なくとも3個のグルコース単位で
構成されるマルトオリゴ糖であって、その還元性末端グ
ルコースが還元性末端グルコースの1位の位置において
光学的に測定できる標識とα−またはβ−グルコシド結
合しており、かつその非還元性末端グルコースがグルコ
ース以外の置換基で修飾されている基質を用意し、試料
を、前記標識と1位の位置においてα−グルコシド結合
したグルコースおよびグルコース単位2個から7個まで
のすべてのマルトオリゴ糖に実質的に作用するα−グル
コシダーゼ、および必要によりβ−グルコシダーゼと接
触させ、遊離した前記標識を光学的に測定することによ
り、試料中のα−アミラーゼ活性を測定することを特徴
とするα−アミラーゼ活性の測定方法および(2)
(a)少なくとも3個のグルコース単位で構成されるマ
ルトオリゴ糖であって、その還元性末端グルコースが還
元性末端グルコースの1位の位置において光学的に測定
できる標識とα−またはβ−グルコシド結合しており、
かつその非還元性末端グルコースがグルコース以外の置
換基で修飾されているα−アミラーゼ基質、(b)光学
的に測定できる標識と1位の位置においてα−グルコシ
ド結合したグルコースおよびグルコース単位2個から7
個までのすべてのマルトオリゴ糖に実質的に作用するα
−グルコシダーゼ、および必要により(c)β−グルコ
シダーゼを含有することを特徴とするα−アミラーゼ活
性測定用試薬に存する。
ゼ、すなわち標識と1位でα−グルコシド結合したグル
コースおよびグルコース単位2個から7個までのすべて
のマルトオリゴ糖に対して実質的に作用するα−グルコ
シダーゼは動物、植物、微生物など如何なる起源のもの
を用いても良い。また、遺伝子組み換え技術によって製
造したものでも良い。一般にα−グルコシダーゼとグル
コアミラーゼは切断によって生じたグルコースのアノマ
ー型で分類される。つまりα−グルコシダーゼではα−
グルコースが生じ、グルコアミラーゼではβ−グルコー
スが生じる。上記α−グルコシダーゼは主に微生物では
バチルス属、植物では穀類の起源のものが報告されてい
る。最も好ましい例はバチルス・ステアロサーモフィラ
ス(Bacillus stearothermophilus)起源のα−グルコ
シダーゼである。本酵素はグルコース単位2個から7個
までのすべてのマルトオリゴ糖への作用性がよく、また
1位で標識がα−グルコシド結合しているグルコースお
よび標識化マルトオリゴ糖にも良く作用し、標識を遊離
する点、および安定性に極めて優れる点で本発明の目的
に適合している。
ス間との結合がβ結合の場合にはβ−グルコシダーゼを
共存させるが、このβ−グルコシダーゼも如何なる起源
のものを用いても良く、例えばアーモンド起源のものが
使用できる。
構成されるマルトオリゴ糖は、具体的にはマルトトリオ
ース、マルトテトラオース、マルトペンタオース、マル
トヘキサオース、マルトヘプタオース、マルトオクタオ
ース等を示す。α−アミラーゼによる主分解生成物がマ
ルトヘプタオース(G7)以下の基質であればすべて使
用できる。
れる標識化合物としては、該マルトオリゴ糖の還元性末
端グルコースに対しα結合またはβ結合することができ
ると同時にα−グルコシダーゼまたはβ−グルコシダー
ゼの作用により、容易に遊離し、かつ光学的に測定でき
るものであれば全て利用できる。好ましい例としては置
換および未置換のフェノール残基であり、最も好ましく
は4−ニトロフェノールや2−クロロ−4−ニトロフェ
ノール等が挙げられる。またこれらの標識が還元性末端
グルコースに対しβ結合したものは基質の溶解性が良好
となるので好ましい。
換基としては、該置換基と非還元性末端グルコース間の
結合および非還元性末端グルコースと隣接グルコース間
の結合を、追随酵素による切断から阻止できる置換基で
あれば如何なる置換基でも使用できる。例えば、エトキ
シ基、フェノキシ基、ピリジルオキシ基、エチルカルボ
キシル基、ケトプロピリデン基、ケトブチリデン基、エ
チリデン基、ベンジリデン基、β−D−ガラクトピラノ
シル基等を挙げることができる。これらのなかで、ケト
ブチリデン基、エチリデン基、ベンジリデン基、β−D
−ガラクトピラノシル基が好適に使用される。
調製後、オートクレーブ処理した。 可溶性デンプン 120g ペプトン 120g 肉エキス 3g 酵母エキス 12g K2 HPO4 18g KH2 PO4 6g
ーメンターにバチルス・ステアロサーモフィラス(Baci
llus stearothermophilus )IFO12016を接種し、60℃
で10時間通気撹拌培養後、遠心分離して菌体80gを
取得した。この菌体をダイノミルにより破砕し、硫安分
画、イオン交換クロマトラフィー、疎水クロマトグラフ
ィーにより精製し、350単位のα−グルコシダーゼ標
品を得た。本標品を用いて、標識として1位に4−ニト
ロフェニル基がα−グルコシド結合したグルコース(P
NPG)、マルトース(PNPG2)、マルトトリオー
ス(PNPG3)、マルトテトラオース(PNPG
4)、マルトペンタオース(PNPG5)、マルトヘキ
サオース(PNPG6)、およびマルトヘプタオース
(PNPG7)への反応性を検討した。また市販の酵母
由来のα−グルコシダーゼ(東洋紡製)についても同様
に反応性を検討した。反応速度は遊離されたグルコース
量を測定することで決定し、PNPGに対する活性を1
00とした。その結果は表1に示す通りであった。
下の方法により算出した。20mM 4−ニトロフェニ
ル−α−D−グルコピラノシドを含む基質溶液0.5m
lと0.1M リン酸緩衝液(pH7.0)1.0ml
を混合した後、37℃で5分間予備加温した。次にこの
混液に酵素溶液0.5mlを 加え、37℃で5分間反
応を行い、400nmにおける1分間あたりの吸光度変
化を測定した。前記条件で1分間に1μmolの4−ニ
トロフェノールを生成する酵素活性を1単位とした。
グルコシダーゼは用いた基質の中でPNPG3につい
て、反応速度が最も速く、他の基質についても十分な反
応速度を有していた。一方、酵母のα−グルコシダーゼ
はG3以上のグルコース鎖長のマルトオリゴ糖に対して
作用性が悪くなり、G4以上になればほとんど作用しな
かった。
した。 (A)1mM 塩化カルシウムを含む0.05M PI
PES緩衝液(pH7.0)に溶解した4mM 3−ケ
トブチリデン β−2−クロロ−4−ニトロフェニルマ
ルトペンタオサイド (B)0.05M PIPES緩衝液(pH7.0)に
溶解したバチルス・ステアロサーモフィラス起源α−グ
ルコシダーゼ:各種濃度(0〜2単位/ml)およびβ
−グルコシダーゼ:20単位/ml (2)α−アミラーゼ活性測定は以下の方法に従った。
(A)液1.4mlと(B)液1.4mlを混合後、α
−アミラーゼ標準液(130ソモギー単位/l、ミドリ
十字製)0.2mlを添加し、37℃で3分間反応さ
せ、400nmにおける吸光度の増加を測定した。α−
グルコシダーゼ濃度と1分間の吸光度変化量の関係を図
1に示した。α−グルコシダーゼ添加量0.8単位/m
l以上では吸光度変化量には差が見られず、従って本α
−アミラーゼ測定試薬でのα−グルコシダーゼの使用量
は0.8単位/ml以上であれば完全に追随していた。
コシダーゼを市販の酵母起源のα−グルコシダーゼ(0
〜180単位/ml、東洋紡製)に変更し、実施例2と
同様にα−グルコシダーゼの必要量を検討した(図
2)。酵母α−グルコシダーゼを180単位/ml添加
しても実施例2で得られた吸光度変化量には及ばなかっ
た。
した。 (A)1mM 塩化カルシウムを含む0.05M PI
PES緩衝液(pH7.0)に溶解した4mM 3−ケ
トブチリデン β−2−クロロ−4−ニトロフェニルマ
ルトペンタオサイド (B)0.05M PIPES緩衝液(pH7.0)に
溶解したバチルス・ステアロサーモフィラス起源α−グ
ルコシダーゼ:4単位/mlおよびβ−グルコシダー
ゼ:20単位/ml (2)α−アミラーゼ活性測定は以下の方法に従った。
(A)液1.4mlと(B)液1.4mlを混合後、各
種濃度(0〜1200ソモギー単位/l)に希釈したα
−アミラーゼ溶液0.2mlを添加した。37℃で3分
間反応させ、400nmにおける吸光度の増加を測定し
た。各測定における1分間の吸光度変化を図3にグラフ
化した。α−アミラーゼ濃度と吸光度変化の間には直線
的関係が存在した。
した。 (A)1mM 塩化カルシウムを含む0.1M PIP
ES緩衝液(pH7.0)に溶解した6mM エチリデ
ン−α−4−ニトロフェニルマルトヘプタオシド (B)0.1M PIPES緩衝液(pH7.0)に溶
解したバチルス・ステアロサーモフィラス起源α−グル
コシダーゼ:各種濃度(0〜8単位/ml)
法に従った。(A)液1.4mlと(B)液1.4ml
を混合し、α−アミラーゼ標準液(130ソモギー単位
/l、ミドリ十字製)0.2mlを添加し、37℃で3
分間反応させ、405nmにおける吸光度の増加を測定
した。α−グルコシダーゼ濃度と1分間の吸光度変化量
の関係を図4に示した。α−グルコシダーゼ添加量2単
位/ml以上では吸光度変化量には差が見られず、従っ
て本α−アミラーゼ測定試薬でのα−グルコシダーゼ使
用量は2単位/mlであれば完全に追随していた。
いて、追随酵素の実際の基質である1位に標識がα−グ
ルコシド結合したグルコースやグルコース単位2個から
7個までのすべてのマルトオリゴ糖に対して作用性の高
いα−グルコシダーゼを使用することにより、効率良く
追随でき、感度よく、しかも試薬ブランク反応の少ない
α−アミラーゼ測定法を提供する。
と3−ケトブチリデン β−2−クロロ−4−ニトロフ
ェニルマルトペンタオシドを使用した時に得られる吸光
度変化量との関係を示したグラフである。
を用いた時に得られるグラフである。
光度変化に直線的関係があることを示すグラフである。
α−4−ニトロフェニルマルトヘプタオシドを使用した
時に得られる吸光度変化との関係を示したものである。
Claims (8)
- 【請求項1】 α−アミラーゼ基質として、少なくとも
3個のグルコース単位で構成されるマルトオリゴ糖であ
って、その還元性末端グルコースが還元性末端グルコー
スの1位の位置において光学的に測定できる標識とα−
またはβ−グルコシド結合しており、かつその非還元性
末端グルコースがグルコース以外の置換基で修飾されて
いる基質を用意し、試料を、前記標識と1位の位置にお
いてα−グルコシド結合したグルコースおよびグルコー
ス単位2個から7個までのすべてのマルトオリゴ糖に実
質的に作用するα−グルコシダーゼ、および必要により
β−グルコシダーゼと接触させ、遊離した前記標識を光
学的に測定することにより、試料中のα−アミラーゼ活
性を測定することを特徴とするα−アミラーゼ活性の測
定方法。 - 【請求項2】 α−グルコシダーゼがバチルス属に属す
る菌株由来のα−グルコシダーゼである請求項1記載の
方法。 - 【請求項3】 α−グルコシダーゼがバチルス・ステア
ロサーモフィラス種に属する菌株由来のα−グルコシダ
ーゼである請求項2記載の方法。 - 【請求項4】 標識が置換または未置換のフェノール残
基である請求項1ないし3記載の方法。 - 【請求項5】 (a)少なくとも3個のグルコース単位
で構成されるマルトオリゴ糖であって、その還元性末端
グルコースが還元性末端グルコースの1位の位置におい
て光学的に測定できる標識とα−またはβ−グルコシド
結合しており、かつその非還元性末端グルコースがグル
コース以外の置換基で修飾されているα−アミラーゼ基
質、(b)光学的に測定できる標識と1位の位置におい
てα−グルコシド結合したグルコースおよびグルコース
単位2個から7個までのすべてのマルトオリゴ糖に実質
的に作用するα−グルコシダーゼ、および必要により
(c)β−グルコシダーゼを含有することを特徴とする
α−アミラーゼ活性測定用試薬。 - 【請求項6】 α−グルコシダーゼがバチルス属に属す
る菌株由来のα−グルコシダーゼである請求項5記載の
α−アミラーゼ活性測定用試薬。 - 【請求項7】 α−グルコシダーゼがバチルス・ステア
ロサーモフィラス種に属する菌株由来のα−グルコシダ
ーゼである請求項6記載のα−アミラーゼ活性測定用試
薬。 - 【請求項8】 標識が置換または未置換のフェノール残
基である請求項5ないし7記載のα−アミラーゼ活性測
定用試薬。
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