JPH06189790A - Method for determining sorbitol and reagent therefor - Google Patents

Method for determining sorbitol and reagent therefor

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JPH06189790A
JPH06189790A JP16635791A JP16635791A JPH06189790A JP H06189790 A JPH06189790 A JP H06189790A JP 16635791 A JP16635791 A JP 16635791A JP 16635791 A JP16635791 A JP 16635791A JP H06189790 A JPH06189790 A JP H06189790A
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sorbitol
concentration
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cell membrane
reagent
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JP16635791A
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Shigeki Asano
茂樹 浅野
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Toyobo Co Ltd
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Toyobo Co Ltd
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Abstract

PURPOSE:To obtain a method for accurately and simply determining sorbitol concentration in a sample and a reagent therefor. CONSTITUTION:Sorbitol concentration in a sample is determined using a reagent containing a sorbitol dehydrogenase derived from a cell membrane of acetic acid bacterium, an electron transfer and a reductive color-developing pigment.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、試料中のソルビトール
濃度を測定する測定方法及びその試薬に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a measuring method for measuring the concentration of sorbitol in a sample and its reagent.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、試料中のソルビトールの測定は、
ガスクロマトグラフィーを用いた方法や補酵素を必要と
するソルビトール脱水素酵素(EC1.1.1.14)
を利用して、補酵素の酸化還元状態を測定することによ
り行われていた。しかし、ガスクロマトグラフィーを用
いる方法は、操作が煩雑であり、しかも高価な機器を必
要とすることから、簡便で安価な測定方法が求められて
いた。また、従来より知られていた補酵素を必要とする
ソルビトール脱水素酵素を用いる方法は、使用する酵素
の基質特異性が不良であるために、試料中の真のソルビ
トール濃度を測定しているかどうかわからないという不
安が指摘されていた。酢酸菌細胞膜由来のソルビトール
脱水素酵素は、基質特異性に優れ、ソルビトール測定に
有用であることは示唆されていたが、簡便な測定法がな
く一般に広く普及するに至っていなかった。
2. Description of the Related Art Conventionally, the measurement of sorbitol in a sample is
Sorbitol dehydrogenase requiring a method using gas chromatography or a coenzyme (EC 1.1.1.14)
Was used to measure the redox state of coenzymes. However, since the method using gas chromatography is complicated in operation and requires expensive equipment, a simple and inexpensive measurement method has been demanded. In addition, the method using sorbitol dehydrogenase that requires a coenzyme, which has been conventionally known, does not measure the true sorbitol concentration in the sample because the substrate specificity of the enzyme used is poor. It was pointed out that they did not understand. It has been suggested that sorbitol dehydrogenase derived from acetic acid bacterium cell membrane has excellent substrate specificity and is useful for sorbitol measurement, but it has not been widely spread because there is no simple measurement method.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、基質
特異性に優れた、酢酸菌細胞膜由来のソルビトール脱水
素酵素を利用し、試料中のソルビトール濃度を正確にし
かも簡便に測定する測定方法およびそのための試薬を提
供することにある。本発明者らは、試料中のソルビトー
ル濃度の測定に際して、酢酸菌細胞膜由来のソルビトー
ル脱水素酵素を利用して、安価で簡便な測定方法の検討
を鋭意努力した結果、以下のような安価で簡便なソルビ
トール測定方法及測定試薬に到達した。
An object of the present invention is to measure sorbitol concentration in a sample accurately and simply by utilizing sorbitol dehydrogenase derived from acetic acid bacterium cell membrane, which has excellent substrate specificity. And to provide a reagent therefor. The present inventors, when measuring the sorbitol concentration in a sample, as a result of diligent efforts to investigate an inexpensive and simple measurement method using sorbitol dehydrogenase derived from an acetic acid bacterium cell membrane, the following inexpensive and simple A new sorbitol measuring method and measuring reagent have been reached.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、試料中
のソルビトール濃度を測定する際に、酢酸菌の細胞膜由
来のソルビトール脱水素酵素、電子伝達体及び還元発色
性色素の存在下に測定することを特徴とするソルビトー
ルの測定法並びに酢酸菌の細胞膜由来のソルビトール脱
水素酵素、電子伝達体および還元発色性色素を含有する
ことを特徴とする試料中のソルビトール濃度測定用試薬
に存する。
Means for Solving the Problems The gist of the present invention is to measure sorbitol concentration in a sample in the presence of sorbitol dehydrogenase derived from the cell membrane of acetic acid bacterium, an electron carrier and a reducing chromogenic dye. And a reagent for measuring a sorbitol concentration in a sample, which comprises a sorbitol dehydrogenase derived from a cell membrane of an acetic acid bacterium, an electron carrier and a reducing chromogenic dye.

【0005】本発明において用いられる酢酸菌細胞膜由
来のソルビトール脱水素酵素としては、例えば特開昭5
6−29994号公報に記載されたものを好適に利用で
きる。該酵素の性質の一例は次の通りである。
Examples of the sorbitol dehydrogenase derived from the acetic acid bacterium cell membrane used in the present invention include those disclosed in Japanese Patent Laid-Open No.
What was described in 6-29994 gazette can be used conveniently. An example of the properties of the enzyme is as follows.

【0006】(a)作用:D−ソルビトールを脱水素し
て、L−ソルボースに変換する。 (b)基質特異性:主としてD−ソルビトールを脱水素
する。 (c)至適pH域:pH4.5±0.5 (d)至適温度域:25℃±5℃ (e)安定性:pH5.0、5℃、24時間放置しても
失活しない。 (f)失活条件:酢酸緩衝液(pH5.0)中で45℃
以上に10分間加熱すると失活する。 (g)阻害:P−クロロマーキユリベンゾエートによっ
て活性は阻害される。 (h)安定化:D−ソルビトールの存在によって安定化
される。 (i)分子構造:分子量が約56,000のユニット、
約43,000のユニットおよび約16,000のユニ
ット(それぞれSDS−ゲル電気泳動法による)の3ユ
ニットから構成される。分子中にフラビン分子およびチ
トクロム分子を補欠分子として有する。 (j)可視部吸収スペクトル:λmax :417nm、5
23nm、552nm。 λmin :481nm、540nm。 ショルダー:約530nm。 (g)電子受客体:フエリシアニド、2,6−ジクロロ
フエノールインドフエノールまたはフエナジンメトスル
フエート。
(A) Action: D-sorbitol is dehydrogenated and converted into L-sorbose. (B) Substrate specificity: mainly dehydrogenates D-sorbitol. (C) Optimum pH range: pH 4.5 ± 0.5 (d) Optimum temperature range: 25 ° C. ± 5 ° C. (e) Stability: pH 5.0, 5 ° C., not deactivated even if left for 24 hours . (F) Deactivation condition: 45 ° C. in acetate buffer (pH 5.0)
Heating above 10 minutes deactivates. (G) Inhibition: activity is inhibited by P-chloromercury benzoate. (H) Stabilization: Stabilized by the presence of D-sorbitol. (I) molecular structure: a unit having a molecular weight of about 56,000,
It is composed of 3 units of about 43,000 units and about 16,000 units (each by SDS-gel electrophoresis). It has flavin molecules and cytochrome molecules as prosthetic molecules in the molecule. (J) Visible absorption spectrum: λ max : 417 nm, 5
23 nm, 552 nm. λ min : 481 nm, 540 nm. Shoulder: about 530 nm. (G) Electron acceptor: Phelicyanide, 2,6-dichlorophenol indophenol or phenazine methosulfate.

【0007】該酵素は例えば、グルコノバクター属、ア
セトバクター属、セラチア属、プロテウス属、バチルス
属、スタフイロコツカス属、ブレビバクテリウム属、シ
ユードモナス属またはクレブシエラ属に属するD−ソル
ビトール脱水素酵素生産菌を培地に培養し、培養物中に
D−ソルビトール脱水素酵素を生成蓄積せしめ、該培養
物からこれを採取することによって得ることができる。
The enzyme is, for example, D-sorbitol dehydrogenase belonging to the genera Gluconobacter, Acetobacter, Serratia, Proteus, Bacillus, Staphylococcus, Brevibacterium, Cydudomonas or Klebsiella. It can be obtained by culturing the producing bacterium in a medium, allowing D-sorbitol dehydrogenase to be produced and accumulated in the culture, and collecting the D-sorbitol dehydrogenase from the culture.

【0008】該酵素を製造するに際して用いられる微生
物としては、グルコノバクター(Gluconobac
ter)属、アセトバクター(Acetobacte
r)属、セラチア(Serratia)属、プロテウス
(Proteus)属、バチルス(Bacillus)
属、スタフイロコツカス(Staphilococcu
s)属、ブレビバクテリウム(Brevibacter
ium)属、シユードモナス(Pscudomona
s)属またはクレブシエラ(Klebsiella)属
に属する微生物であってD−ソルビトールを脱水素する
ものはいずれでも用いることができる。
Gluconobacter (Gluconobacter) is used as a microorganism used for producing the enzyme.
ter), Acetobacter
r) genus, Serratia genus, Proteus genus, Bacillus
Genus, Staphylococcus
s) genus, Brevibacterium
ium, Pseudomonas (Pscudomona)
Any microorganism belonging to the genus s) or the genus Klebsiella and dehydrogenating D-sorbitol can be used.

【0009】上記の微生物の具体例としては、たとえば
グルコノバクター・サブオキシダンス・バール・アルフ
ア(O.suboxydans var.α)IFO3
254、グルコノバクター・カプシュラツス(G.cu
psulatus)IFO3462、グルコノバクター
・オキシダンス(G.oxydans)IFO318
9、グルコノバクター・インダストリウス(G.ind
ustrius)IFO3260、グルコノバクター・
グルコニクス(G.gluconics)IFO317
1、グルコノバクター・セリヌス(G.cerinu
s)IFO3265、グルコノバクター・ジオキシアセ
トニクス(G.dioxyacetonucus)IF
O3271、グルコノバクター・メラノゲネス(G.m
elanogenus)IFO3292、グルコノバク
ター・リケフアシエンス(G.liquefacien
s)IFO12388、アセトバクター・オーランチウ
ス(A.aurantius)IFO3245、アセト
バクター・アセチゲネス(A.acetigenes)
IFO3277、アセトバクター・ランセンス(A.r
ancens)IFO3298、アセトバクター・アセ
チ(A.aceti)IFO3281、アセトバクター
・アセンデンス(A.ascendens)IFO31
88、セラチア・マルセセンス(S.marcesce
ns)IFO3052、プロテウス・ブルガリス(P.
vulgaris)IFO3167、バチルス・スブチ
リス(B.subtilis)IFO3013、スタフ
イロコツカス・アウレウス(S.aureus)IFO
3060、ブレビバクテリウム・アムモニアゲネス
(B.ammoniagenes)IFO12072、
シユードモナス・エルギノサ(P.aeruginos
a)IFO3445、クレブシエラ・ニユーモニエ
(K.pnoumoniae)IFO3317などが挙
げられる。
Specific examples of the above-mentioned microorganisms include, for example, Gluconobacter suboxidans bar alfa (O.subboxydans var.α) IFO3.
254, Gluconobacter capsulatus (G. cu
Psulatus) IFO3462, G. oxydans IFO318
9. Gluconobacter industrius (G. ind
ustrius) IFO3260, Gluconobacter
G. gluconics IFO317
1. G. cerinu
s) IFO3265, G. dioxyacetonucus IF
O3271, Gluconobacter melanogenes (G.m.
Elanogenus) IFO 3292, G. liquefacien
s) IFO12388, A. aurantius IFO3245, A. acetigenes
IFO3277, Acetobacter lance (A.r.
Ances IFO 3298, A. aceti IFO 3281, A. ascendens IFO 31
88, S. marcesce
ns) IFO 3052, Proteus bulgaris (P.
vulgaris IFO 3167, B. subtilis IFO 3013, Staphylococcus aureus IFO
3060, Brevibacterium ammoniagenes IFO12072,
Pseudomonas aeruginosa
a) IFO3445, Klebsiella neumonie IFO3317 and the like.

【0010】本発明で用いられる電子伝達体としては、
一般にヂアフォラーゼと呼ばれている電子伝達活性を示
す酵素や一般にPMSと呼ばれるフェナジンメタサルフ
ェイト、1−mPMSと呼ばれる、1−メトキシ−5−
フェナゾリウムメチルサルフェイトやメルドラブルーが
好適に利用できるが、レドクス反応による電子の受渡し
を行える物質であればいかなるものでも利用できる。
The electron carrier used in the present invention includes:
An enzyme having an electron transfer activity generally called diaphorase, phenazine metasulfate generally called PMS, 1-methoxy-5-called 1-mPMS
Phenazolium methylsulfate and Meldola blue are preferably used, but any substance can be used as long as it can transfer electrons by redox reaction.

【0011】本発明で用いられる還元発色性色素として
は、一般にMMTと呼ばれる3−(4、5−ヂメチル−
2−チアゾリル)−2、5−ヂフェニール−2Hテトラ
ゾリウムブロミドやINTと呼ばれる3−(p−ヨード
フェニル)−2−(p−ニトロフェニル)−5−フェニ
ル−2Hテトラゾリウムクロライド等が好適に利用でき
るが、一般にホルマザン色素と呼ばれている還元発色性
色素であれば利用できる。
The reducing color-forming dye used in the present invention is generally called MMT, 3- (4,5-dimethyl-).
2-thiazolyl) -2,5-diphenyl-2H tetrazolium bromide and 3- (p-iodophenyl) -2- (p-nitrophenyl) -5-phenyl-2H tetrazolium chloride called INT can be preferably used. Any reduction color forming dye generally called a formazan dye can be used.

【0012】酢酸菌細胞膜由来の酵素濃度は特に限定さ
れるものではなく、酵素が少量であってもソルビトール
の測定を実施できる。しかし、好適には、測定時間は5
〜20分間が適当であるとすると、20分間で測定を終
了させる為には、0.1単位/ml〜100単位/m
l、好ましくは2単位/ml〜20単位/mlである。
但し、酵素活性は下記の測定法により、1分間に1μm
oleのソルビトールを消費し、1μmoleのホルマ
ザン色素を生成する酵素活性を1単位とする。 酵素活性測定法 試薬(反応混液) ソルビトール 0.2 M NaN3 10.0 mM l−mPMS 0.36mM MTT 0.24mM Brij−35 1.0 % McIlvain buffer pH5.0 操作方法 反応混液 2.4ml 5分間、30℃で加温 酵素溶液 0.1ml 570nmの吸光度上昇を、試薬ブランクを対照に測定
する。(△0D570/min) 計 算 単位/ml=△0D570/min×2.5(ml)×
df/(16.8×1.0(cm)×0.1(ml)) 16.8:上記条件でのホルマザン色素のミリモル吸収
係数
The concentration of the enzyme derived from the acetic acid bacterium cell membrane is not particularly limited, and sorbitol can be measured even with a small amount of the enzyme. However, preferably the measurement time is 5
If 20 minutes is appropriate, in order to finish the measurement in 20 minutes, 0.1 unit / ml to 100 unit / m
1, preferably 2 units / ml to 20 units / ml.
However, the enzyme activity is 1 μm per minute by the following measuring method.
The enzyme activity that consumes ole of sorbitol and produces 1 μmole of formazan dye is defined as 1 unit. Enzyme activity measurement method Reagent (reaction mixture) Sorbitol 0.2 M NaN 3 10.0 mM 1-mPMS 0.36 mM MTT 0.24 mM Brij-35 1.0% McIlvain buffer pH 5.0 Operating method Reaction mixture 2.4 ml 5 Warm for 30 minutes at 30 ° C. Enzyme solution 0.1 ml The increase in absorbance at 570 nm is measured using the reagent blank as a control. (△ 0D570 / min) Calculation unit / ml = △ 0D570 / min × 2.5 (ml) ×
df / (16.8 × 1.0 (cm) × 0.1 (ml)) 16.8: millimolar absorption coefficient of formazan dye under the above conditions

【0013】電子伝達体濃度は通常0.01mM〜10
mM、好適には0.1mM〜1.0mMである。還元発
色性色素濃度は通常0.01mM〜10.0mM、好適
には、0.05mM〜0.5mMである。
The electron carrier concentration is usually 0.01 mM to 10
mM, preferably 0.1 mM to 1.0 mM. The reducing chromogenic dye concentration is usually 0.01 mM to 10.0 mM, preferably 0.05 mM to 0.5 mM.

【0014】本発明で用いるソルビトール脱水素酵素
は、細胞膜由来のため、活性測定には非イオン性界面活
性剤を用いるのが望ましい。非イオン性界面活性剤とし
ては、トリトンX−100、Brij−35、アルキル
シュガー類であるB−D−オクチルグルコシド等が利用
できる。必要濃度としては、通常0.01%〜10%、
好適には0.1%〜2%である。
Since the sorbitol dehydrogenase used in the present invention is derived from the cell membrane, it is desirable to use a nonionic surfactant for activity measurement. As the nonionic surfactant, Triton X-100, Brij-35, alkyl sugars BD-octyl glucoside and the like can be used. The required concentration is usually 0.01% to 10%,
It is preferably 0.1% to 2%.

【0015】また、必須の成分ではないがアジ化ナトリ
ウム(NaN3 )等を添加してもよい。
Although not an essential component, sodium azide (NaN 3 ) or the like may be added.

【0016】測定条件は特に限定されるものではない
が、反応時間は5〜30分間、好ましくは20分間、反
応温度は25〜37℃、好ましくは30℃、吸光度は5
40〜600nm、好ましくはホルマザン色素の吸収極
大である570nmである。
Although the measuring conditions are not particularly limited, the reaction time is 5 to 30 minutes, preferably 20 minutes, the reaction temperature is 25 to 37 ° C, preferably 30 ° C, and the absorbance is 5
40 to 600 nm, preferably 570 nm, which is the absorption maximum of the formazan dye.

【0017】[0017]

【実施例】次に実施例によって本発明を具体的に説明す
る。しかし、本発明はこの実施例に限定されるものでは
ない。 実施例1 (酢酸菌細胞膜由来ソルビトール脱水素酵素の調整)酢
酸菌グルコノバクター・サブオキシダンス・ファー・ア
ルファ(IFO3254)を酵母エキス、ポリペプトン
を添加した培地で、ソルビトールを誘導物質として30
℃で通気培養した。培養して得た菌体を集菌し破砕後、
界面活性剤を用いてソルビトール脱水素酵素を細胞膜よ
り可溶化し粗ソルビトール脱水素酵素液を得た。この粗
酵素液をイオン交換樹脂を用いたカラムクロマトグラフ
ィーにチャージし夾雑酵素を分離し、ソルビトール脱水
素酵素酵素液を調整した。 (測定)下記のような試薬を調整し、ソルビトールの測
定を実施した。 酢酸菌細胞膜由来ソルビトール脱水素酵素 5単位/m
l 1−メトキシ−5−フェナゾリウムメチルサルフェイト
29.5mM MTT 0.6mM 非イオン性界面活性剤(トリトンX−100) 0.4
% NaN3 9.2mM McIlvain バッファー pH4.5 試 料 各濃度(0mM、0.1mM、0.2mM、0.3m
M、0.4mM、0.5mM、0.6mM)ソルビトー
ル水溶液 操 作 試薬2.7mlを試験官にとり、30℃、3分間予備加
温後、各試料0.3mlを分注し、30℃で20分間反
応させ、20分後の570nmの吸光度をソルビトール
0mMを対照に測定した。結果を図1に示す。ソルビト
ール濃度にしたがって、吸光度が直線的に上昇している
ことがわかる。
EXAMPLES The present invention will be described in detail with reference to examples. However, the present invention is not limited to this embodiment. Example 1 (Preparation of Acetobacter Cell Membrane-Derived Sorbitol Dehydrogenase) Acetic acid bacterium Gluconobacter suboxidans far alpha (IFO3254) was added to a medium containing yeast extract and polypeptone, and sorbitol was used as an inducer.
Aeration culture was performed at ℃. After collecting and crushing the cells obtained by culturing,
Sorbitol dehydrogenase was solubilized from the cell membrane using a surfactant to obtain a crude sorbitol dehydrogenase solution. The crude enzyme solution was charged in column chromatography using an ion exchange resin to separate contaminating enzymes, and a sorbitol dehydrogenase enzyme solution was prepared. (Measurement) The following reagents were prepared and sorbitol was measured. Acetobacter cell membrane-derived sorbitol dehydrogenase 5 units / m
l 1-Methoxy-5-phenazolium methylsulfate 29.5 mM MTT 0.6 mM Nonionic surfactant (Triton X-100) 0.4
% NaN 3 9.2 mM McIlvain buffer pH 4.5 Each concentration (0 mM, 0.1 mM, 0.2 mM, 0.3 m
M, 0.4mM, 0.5mM, 0.6mM) Sorbitol aqueous solution operation Take 2.7ml of reagent to a tester, preheat at 30 ° C for 3 minutes, and dispense 0.3ml of each sample at 30 ° C. After reacting for 20 minutes, the absorbance at 570 nm after 20 minutes was measured using sorbitol 0 mM as a control. The results are shown in Fig. 1. It can be seen that the absorbance increases linearly with the sorbitol concentration.

【0018】[0018]

【発明の効果】本発明によれば、試料中のソルビトール
濃度を正確にしかも簡便に測定することができる。
According to the present invention, the sorbitol concentration in a sample can be measured accurately and easily.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】ソルビトール濃度と吸光度との関係を示した図
である。
FIG. 1 is a diagram showing the relationship between sorbitol concentration and absorbance.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 試料中のソルビトール濃度を測定する際
に、酢酸菌の細胞膜由来のソルビトール脱水素酵素、電
子伝達体及び還元発色性色素の存在下に測定することを
特徴とするソルビトールの測定法。
1. A method for measuring sorbitol, which comprises measuring sorbitol concentration in a sample in the presence of a sorbitol dehydrogenase derived from an acetic acid bacterium cell membrane, an electron carrier and a reducing chromogenic dye. .
【請求項2】 酢酸菌の細胞膜由来のソルビトール脱水
素酵素、電子伝達体および還元発色性色素を含有するこ
とを特徴とする試料中のソルビトール濃度測定用試薬。
2. A reagent for measuring a sorbitol concentration in a sample, which comprises a sorbitol dehydrogenase derived from a cell membrane of an acetic acid bacterium, an electron carrier and a reducing chromogenic dye.
JP16635791A 1991-06-10 1991-06-10 Method for determining sorbitol and reagent therefor Pending JPH06189790A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999020763A1 (en) * 1997-10-17 1999-04-29 Fujisawa Pharmaceutical Co., Ltd. D-sorbitol dehydrogenase, genes thereof and use of the same

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WO1999020763A1 (en) * 1997-10-17 1999-04-29 Fujisawa Pharmaceutical Co., Ltd. D-sorbitol dehydrogenase, genes thereof and use of the same

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