説明

ADPの測定方法およびADP測定用キット

【課題】本発明の課題は、試料中のADPを正確に測定する方法およびそれに使用する測定用キットを提供することにある
【解決手段】試料中のADPに、グルコース、ADP依存性ヘキソキナーゼ、および金属イオンを作用させて生成するグルコース−6−リン酸またはAMPを測定することにより、試料中のADPを測定する方法において、その作用の際に、ホスホエノールピルビン酸とピルビン酸キナーゼとを共存させることにより、ブランク値が小さく、かつ、検量線の傾きも小さくなり、広範囲のADPの濃度を正確に測定することが可能となる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、試料中のADPの測定方法およびADP測定用キットに関する。更には、酵素反応によりADPを中間的または最終的に発生する試料中の特定物質の測定方法および特定物質測定用キットにも関する。
【背景技術】
【0002】
ADPの測定方法は、試料中にあらかじめ存在するADPを測定する方法、酵素反応によりADPを生成する特定物質を測定する方法等に用いるため、種々の方法が開発されてきている(例えば、特許文献1、特許文献2)。
例えば、試料中のADPにホスホエノールピルビン酸とピルビン酸キナーゼとを作用させ、次いで、生成するピルビン酸を補酵素としてNADH存在下で乳酸脱水素酵素を作用させてNADを生成させ、波長340nmの吸光度をもつNADHの減少量からADPを測定する方法が知られている(非特許文献1)。しかしながらこの方法は、検体中のADPが多くなるにつれて吸光度が減少する測定方法であるため、測定できるADPの上限値が試薬中のNADHにより制限されたりする場合がある。
また、ADPの測定方法として、試料中のADPにホスホエノールピルビン酸とピルビン酸キナーゼとを作用させ、次いで、生成するピルビン酸をピルビン酸オキシダーゼ等で作用させ、生成する過酸化水素の量からADPを測定する方法が知られている(特許文献3)。しかし、この方法は試料中の尿酸、アスコルビン酸等の還元物質や、ビリルビン、ヘモグロビン等の着色物質の影響を受けやすくそれが測定値に影響を及ぼす場合がある。
さらに、試料中のADPに、マグネシウムイオン存在下でグルコースとADP依存性ヘキソキナーゼを作用させ、次いで、生成するグルコース−6−リン酸をNAD(P)存在下でグルコース−6−リン酸脱水素酵素を作用させ、生成するNAD(P)Hの量から、ADPを測定する方法が知られている(特許文献2)。この方法は、NAD(P)Hの生成量に基づいてADPを測定するので測定限界が高く、また分子吸光係数が明確になっているNAD(P)Hを測定することから測定値の信頼性が高く、試料中の還元物質などの影響を受けないという利点を有し、従って、生体試料中のADPを簡便にして高精度で測定することができるとされている(特許文献2)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開平9−285297号公報
【特許文献2】特開平9−234098号公報
【特許文献3】特開平5−244994号公報
【非特許文献】
【0004】
【非特許文献1】J.Appl.Biochem.,1985,7(4−5),303−310
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本発明の課題は、試料中のADPに、グルコース、ADP依存性ヘキソキナーゼ、および金属イオンを作用させて生成するグルコース−6−リン酸またはAMPを測定することにより、試料中のADPを測定する方法において、ブランク値が小さく、かつ、検量線の傾きを小さくすることにより、広範囲のADPの濃度を正確に測定する方法およびそれに使用する測定用キットを提供することにある。更には、そのような測定方法を利用した、酵素反応によりADPを中間的または最終的に発生する試料中の特定物質の測定方法およびそれに用いる測定用キットを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明者らは、特定物質を酵素反応に付しADPを発生させ、次いで、生成するADPに、ADP依存性ヘキソキナーゼ等を作用させてADPを正確に測定できるとされている前記の方法を、補酵素としてチオNAD(P)を用いて高濃度の尿素等の特定物質の測定に用いることを検討した。しかし、この前記の方法では、試料中の特定物質が高濃度になったり、補酵素としてチオNAD(P)を用いて測定したりすると、検量線の傾きが極めて大きくなり、特定物質を測定できる濃度範囲が極端に狭くなる問題があり、実用性に問題が発生する場合があることを発見した。さらに、その問題を解決するため種々検討した結果、ADP依存性ヘキソキナーゼ等を用いて酵素反応をさせる際、ホスホエノールピルビン酸とピルビン酸キナーゼを共存させると、意外にもブランク値が減少し、かつ、検量線の傾きが小さくなり、かつ、結果的にADPや特定物質の測定可能な濃度範囲を広くし、正確に測定できることを見出した。本発明は、かかる経過によりなされたものである。
【0007】
従って、本発明は、試料中のADPに、グルコース、ADP依存性ヘキソキナーゼ、および金属イオンを作用させて生成するグルコース−6−リン酸またはAMPを測定することにより、試料中のADPを測定する方法において、その作用の際、同時に、ホスホエノールピルビン酸とピルビン酸キナーゼを共存させることを特徴とする、ADPの測定方法に関する。
更に、本発明は、試料中の特定物質を酵素反応に付しADPを中間的または最終的に発生させ、そのADPを上記の測定方法に付し、そのADPの量に由来して試料中の特定物質を測定する方法に関する。
更に、本発明は、グルコース、ADP依存性ヘキソキナーゼ、金属イオン、グルコース−6−リン酸またはAMPを測定するための必須成分、ホスホエノールピルビン酸、およびピルビン酸キナーゼを含む、ADP測定用キットに関する。
更に、本発明は、特定物質を酵素反応に付しADPを中間的または最終的に発生するための必須成分、グルコース、ADP依存性ヘキソキナーゼ、金属イオン、グルコース−6−リン酸またはAMPを測定するための必須成分、ホスホエノールピルビン酸、およびピルビン酸キナーゼを含む、特定物質測定用キットに関する。
【発明の効果】
【0008】
本発明においては、ADP依存性ヘキソキナーゼ反応を用いて、試料中のADPあるいは試料中の特定物質の酵素反応により発生するADPを測定する際、ホスホエノールピルビン酸とピルビン酸キナーゼとを共存させることにより、検量線の傾きが小さく、かつ、ブランク値を減少させ、その結果、広範囲のADPの濃度を正確に測定できる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】図1は、比較例1、実施例1および実施例2で尿素窒素(BUN)を測定したときの吸光度の値である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
本発明に用いられる試料としては、ADPを含む可能性のあるサンプルあるいは酵素反応によりADPを発生する可能性のあるサンプルであり、好ましくは液体であれば特に限定しないが、血清、血漿、尿等の生体試料、または、それらのモデルサンプルが好ましい。
本発明において、ADPとは、アデノシン二リン酸(Adenosine diphosphate)をいう。
【0011】
本明細書において、NAD(P)類とは、例えば、NAD、NADP、チオNAD、チオNADPのいずれかを意味するが、グルコース−6−リン酸脱水素酵素(G6PDH)反応に用いる補酵素として働くそれらに類似した構造、例えば、リング骨格が同じで補酵素として機能を有することが知られている化合物でもよい。本明細書において、NADとはニコチンアミドアデニンジヌクレオチドを意味し、NADPとはニコチンアミドアデニンジヌクレオチドホスフェートを意味し、チオNADとはチオニコチンアミドアデニンジヌクレオチドを意味し、チオNADPとはチオニコチンアミドアデニンジヌクレオチドホスフェートを意味する。
本明細書において、NAD(P)H類とは、NAD(P)類の対応する還元型であり、例えば、NAD(P)類がNAD、NADP、チオNAD、チオNADPのときは、それぞれ、NADH、NADPH、チオNADH、チオNADPHを意味する。
本明細書において、NAD(P)とは、NADまたはNADPを意味し、NAD(P)Hとは、NAD(P)の対応する還元型を意味し、NAD(P)がNAD、NADPのときは、それぞれ、NADH、NADPHを意味する。
本明細書において、チオNAD(P)とは、チオNADまたはチオNADPを意味し、チオNAD(P)Hとは、チオNAD(P)の対応する還元型を意味し、チオNAD(P)がチオNAD、チオNADPのときは、それぞれ、チオNADH、チオNADPHを意味する。
【0012】
本発明においては、下記反応式(本明細書ではこの反応をADP依存性ヘキソキナーゼ反応と記載することもある)のように、ADPに、グルコース、ADP依存性ヘキソキナーゼ、および金属イオンを作用させてグルコース−6−リン酸(G6P)およびAMP(Adenosine monophosphate)を生成させ、その生成するグルコース−6−リン酸またはAMPを測定する。
【化1】


金属イオンとしては、マグネシウムイオン、コバルトイオン、マンガンイオンなどが好ましい。
【0013】
本発明において、生成するグルコース−6−リン酸またはAMPを測定するときには、下記反応式のように、グルコース−6−リン酸に、グルコース−6−リン酸脱水素酵素(G6PDH)とNAD(P)類を作用させグルコノラクトン−6−リン酸(6−GL)とNAD(P)H類を発生させ、そのNAD(P)H類を測定することにより行うことが好ましい。
【化2】


本発明において、補酵素のNAD(P)類としてNAD(P)を用いる場合は、生成するNAD(P)Hに由来する340nm付近、例えば、波長330〜350nmの吸光度の増加量からADPを測定することができる。
本発明において、補酵素のNAD(P)類としてチオNAD(P)を用いる場合は、生成するチオNAD(P)Hに由来する405nm付近、例えば、波長390〜415nmの吸光度の増加量からADPを測定することができる。本発明においてこのチオNAD(P)を用いることは、安価で入手しやすい可視分光光度計を用いて測定できる点、ADPの測定領域を著しく改善できる点などで好適である。
また、ADPの測定領域をさらに広くするため、補酵素としてチオNAD(P)とNAD(P)を共存させてADP依存性ヘキソキナーゼ反応を行い、チオNAD(P)HとNAD(P)Hを発生させ、生成したチオNAD(P)H由来の波長405nm付近の吸光度の増加を測定することによりADPを測定することが好ましい。
この場合、用いるNAD(P)の量は特に限定しないが、検量線の傾きを適度に調整するため、用いるチオNAD(P)の量の0.3〜30倍モル数が好ましく、0.5〜20倍モル数がさらに好ましい。
【0014】
本発明において、生成するAMPを測定するときには、例えば、そのAMPにミオアデニル酸デアミナーゼを作用させ、生成するアンモニアに、NAD(P)H類およびα−ケトグルタール酸の存在下、グルタミン酸脱水素酵素を作用させて、減少するNAD(P)H類を、例えば、適当な波長、すなわち、上述したNAD(P)H類を測定するために適当な波長の吸光度の減少により測定することにより、AMPを測定することができる。
【0015】
本発明においては、試料中のADPに、グルコース、ADP依存性ヘキソキナーゼ、および金属イオンを作用させる際、同時に、下記反応式のように、ホスホエノールピルビン酸(PEP)とピルビン酸キナーゼ(PK)を共存させてその試料中のADPと反応させることに特徴がある。
【化3】


この場合、用いるピルビン酸キナーゼの量は、用いるADP依存性ヘキソキナーゼの1/20〜20倍KUが好ましい。また、ホスホエノールピルビン酸の量は、例えば、測定対象の想定されるADPの1/20〜20倍モル数が好ましく、1/10〜10倍モル数が更に好ましく、1/5〜5倍モル数が特に好ましい。
【0016】
本発明のADPの測定方法は、グルコース、ADP依存性ヘキソキナーゼ、および金属イオン、グルコース−6−リン酸またはAMPを測定するための必須成分、ホスホエノールピルビン酸、およびピルビン酸キナーゼを含む、ADP測定用キットにより、例えば、20〜40℃、好ましくは37℃付近で実施できる。
このキットの組成は、一つの試薬にまとめてもよいが、試薬の安定性等を考慮したうえで二試薬、例えば、グルコースとホスホエノールピルビン酸とを含む第一試薬、ADP依存性ヘキソキナーゼ、金属イオン、グルコース−6−リン酸またはAMPを測定するための必須成分およびピルビン酸キナーゼを含む第二試薬とに分けてこれらの成分を含ませることも可能である。試薬には、界面活性剤、緩衝剤を適宜、加えてもよい。このキットにより自動分析装置や可視部測定装置を用いてADPを測定することができる。
【0017】
さらに、本発明のADPの測定方法は、試料中の特定物質を酵素反応に付し中間的または最終的にADPを発生させ、そのADPを本発明の測定方法に付し、そのADPの量を測定して、試料中の特定物質を測定する方法に応用できる。
本発明おいて、特定物質とは、酵素反応によりADPを発生させうる物質であれば特に限定しないが、尿素、クレアチン、コリン等を例示することができる。
特定物質として尿素を測定するときには、酵素反応として、試料中の尿素にATP、マグネシウムイオン、カリウムイオン、炭酸水素イオンとウレアアミドリアーゼを作用させてADPを中間的に発生させてそのADPを本発明のADPの測定方法に付することにより、尿素を測定することができる。そのウレアアミドリアーゼ反応の反応式を下記に示す。
【化4】

【0018】
特定物質としてクレアチンを測定するときには、酵素反応として、試料中のクレアチンに試薬としてATP、マグネシウムイオンとクレアチンキナーゼを作用させてADPを中間的に発生させてそのADPを本発明のADPの測定方法に付することにより、クレアチンを測定することができる。そのクレアチンキナーゼ反応の反応式を下記に示す。
【化5】

【0019】
特定物質としてコリンを測定するときには、酵素反応として、試料中のコリンに試薬由来のATP、マグネシウムイオン、コリンキナーゼを作用させてADPを中間的に発生させてそのADPを本発明のADPの測定方法に付することにより、コリンを測定することができる。
【化6】

【0020】
このように、本発明の特定物質の測定方法の場合、特定物質を酵素反応に付しADPを中間的または最終的に発生するための必須成分には、一般的に、ATPをADPに変換するための酵素、その酵素の基質及びATPを含むことが一般的である。この場合、ホスホエノールピルビン酸の量は、例えば、ATPの1/20〜20倍モル数が好ましく、1/10〜10倍モル数が更に好ましく、1/5〜5倍モル数が特に好ましい。また、本発明の特定物質の測定方法の場合、用いるピルビン酸キナーゼの量は、用いるADP依存性ヘキソキナーゼの1/20〜20倍KUが好ましい。
本発明の特定物質の測定方法は、特定物質を酵素反応によりADPを中間的または最終的に発生するための必須成分、グルコース、ADP依存性ヘキソキナーゼ、および金属イオン、生成するグルコース−6−リン酸またはAMPを測定するための必須成分、ホスホエノールピルビン酸、およびピルビン酸キナーゼを含む、特定物質測定用キットにより、例えば、20〜40℃、好ましくは37℃付近で実施できる。
このキットの組成は、一つの試薬にまとめてもよいが、試薬の安定性等を考慮したうえで二試薬に分けてこれらの成分を含ませることも可能である。特定物質として尿素を測定する場合、例えば、第一試薬にグルコース、カリウムイオン、ATP、ホスホエノールピルビン酸を含ませ、第2試薬にマグネシウムイオン、NAD(P)類、ATP依存性ヘキソキナーゼ、ウレアアミドリアーゼ、グルコース−6−リン酸脱水素酵素、ピルビン酸キナーゼを含ませることができる。試薬には、界面活性剤、緩衝剤を適宜、加えてもよい。自動分析装置や可視部測定装置を用いてこのキットにより特定物質を測定することができる。
【実施例】
【0021】
以下、本発明を実施例および比較例により更に詳細に説明するが、本発明はこれらに何ら限定されるものではない。
実施例1、2および比較例1
ADP依存性ヘキソキナーゼおよびピルビン酸キナーゼを用いた尿素窒素の測定方法
【0022】
1.方法
ウレアアミドリアーゼ、ADP依存性ヘキソキナーゼ、およびグルコース−6−リン酸脱水素酵素を用いた尿素窒素測定系において、ADPに作用する酵素としてピルビン酸キナーゼ並びにホスホエノールピルビン酸を組成中に含んだ測定系を実施例として示す。
ウレアアミドリアーゼを用いた測定法において、試料中の尿素はウレアアミドリアーゼによりATP、炭酸水素イオン、カリウムイオンの存在下により分解反応し、ADPとアンモニウムイオンを生じる。続いて、発生したADPはグルコースの存在下で、ADP依存性ヘキソキナーゼの作用により、グルコース−6−リン酸とAMPを生じる。発生したグルコース−6−リン酸はNAD(P)類を補酵素とし、グルコース−6−リン酸脱水素酵素の作用により6−ホスホグルコノラクトンとNAD(P)H類を生じる。生じたNAD(P)H類の増加量を、例えば、波長340nm付近または405nm付近の吸光度の増加量として測定し、試料中の尿素を尿素窒素濃度として測定する。
上記反応において、発生した試料由来のADPに対してADP依存性ヘキソキナーゼを反応させると同時に、ホスホエノールピルビン酸の存在下でピルビン酸キナーゼと競合反応させることにより、過剰なADPをATPに変換し、適量なADP濃度を測定する。
比較例1として、ホスホエノールピルビン酸、およびピルビン酸キナーゼを含まない組成を対照とした。さらに、グルコース−6−リン酸脱水素酵素に対する基質として、NAD単独として調製した試薬を実施例1、NADとチオNADを混合し、調製した試薬を実施例2とした。
検量線作成のための試料は尿素窒素とし200 mg/dL となる様に尿素溶液を調製し、各濃度に生理食塩水で適宜希釈した。
【0023】
用いた試薬、および試料は以下の通りである。
実施例1の試薬組成
第一試薬(pH7.5)
20mM Tris(トリス(ヒドロキシメチル)アミノメタン)
10mM D−グルコース
10mM 炭酸水素カリウム
10mM ATP・2Na(アデノシン三リン酸・二ナトリウム)
10mM ホスホエノールピルビン酸
0.1% 界面活性剤
第二試薬(pH7.0)
200mM Tris
10mM 酢酸マグネシウム・四水和物
4mM NAD
0.1% 界面活性剤
2KU/L ADP依存性ヘキソキナーゼ
2KU/L ウレアアミドリアーゼ
2KU/L グルコース−6−リン酸脱水素酵素
20KU/L ピルビン酸キナーゼ
【0024】
実施例2の試薬組成
第一試薬(pH7.5)
20mM Tris
10mM D−グルコース
10mM 炭酸水素カリウム
10mM ATP・2Na
10mM ホスホエノールピルビン酸
0.1% 界面活性剤
第二試薬(pH7.0)
200mM Tris
10mM 酢酸マグネシウム・四水和物
2mM NAD
2mM チオNAD
0.1% 界面活性剤
2KU/L ADP依存性ヘキソキナーゼ
2KU/L ウレアアミドリアーゼ
2KU/L グルコース−6−リン酸脱水素酵素
20KU/L ピルビン酸キナーゼ
【0025】
比較例1の試薬組成
第一試薬(pH7.5)
20mM Tris
10mM D−グルコース
10mM 炭酸水素カリウム
10mM ATP・2Na
0.1% 界面活性剤
第二試薬(pH7.0)
200mM Tris
10mM 酢酸マグネシウム・四水和物
4mM NAD
0.1% 界面活性剤
2KU/L ヘキソキナーゼ
2KU/L ウレアアミドリアーゼ
2KU/L グルコース−6−リン酸脱水素酵素
【0026】
測定は以下のように行った。自動分析装置を用い、試料3.0μLと第一試薬100μLとを37℃、5分間混合した後、第二試薬100μLを加え同温度で5分間反応させる。実施例1、および比較例1は発色反応後の吸光度を当該機種の1ポイントエンド法により主波長340nm、副波長405nmで測定した。また、実施例2は発色反応後の吸光度を当該機種の1ポイントエンド法により主波長405nm、副波長546nmで測定した。
【0027】
2.結果
結果を図1に示す。図1の結果から、比較例1において、尿素窒素濃度が25mg/dL以上では測定機器の吸光度上限となり、測定不可能なことが判る。一方、実施例1では尿素窒素濃度が125mg/dL付近まで吸光度上限とならず、測定可能であることが判る。さらに、実施例2の試薬組成では尿素窒素濃度が200mg/dLとなっても吸光度上限を迎えず、測定可能な範囲がさらに広いことが判る。
【産業上の利用可能性】
【0028】
以上に詳細に説明したとおり、本発明においては、ADP依存性ヘキソキナーゼ反応を用いて、試料中のADPあるいは試料中の特定物質の酵素反応により発生するADPを測定する際、ホスホエノールピルビン酸とピルビン酸キナーゼとを共存させることにより、検量線の傾きが小さく、かつ、ブランク値を減少させ、その結果、広範囲のADPの濃度を正確に測定できる。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
試料中のADPに、グルコース、ADP依存性ヘキソキナーゼ、および金属イオンを作用させて生成するグルコース−6−リン酸またはAMPを測定することにより、試料中のADPを測定する方法において、その作用の際、同時に、ホスホエノールピルビン酸とピルビン酸キナーゼを共存させることを特徴とする、ADPの測定方法。
【請求項2】
生成するグルコース−6−リン酸またはAMPを測定することを、生成するグルコース−6−リン酸に、グルコース−6−リン酸脱水素酵素とNAD(P)類を作用させ生成するNAD(P)H類を測定することにより行う、請求項1に記載のADPの測定方法。
【請求項3】
NAD(P)類としてNAD(P)とチオNAD(P)を共存させて使用し、かつ、NAD(P)H類がNAD(P)HとチオNAD(P)Hであり、かつ、生成するチオNAD(P)H由来の波長405nm付近の吸光度の増加を測定することにより行う、請求項2に記載のADPの測定方法。
【請求項4】
試料中の特定物質を酵素反応に付しADPを中間的または最終的に発生させ、そのADPを請求項1から3のいずれかに記載の測定方法に付し、そのADPの量に由来して試料中の特定物質を測定する方法。
【請求項5】
特定物質が尿素であり、酵素反応が、試料中の尿素にATP、マグネシウムイオン、カリウムイオン、炭酸水素イオン、およびウレアアミドリアーゼを作用させてADPを中間的または最終的に発生させる、請求項4に記載の特定物質を測定する方法。
【請求項6】
グルコース、ADP依存性ヘキソキナーゼ、金属イオン、グルコース−6−リン酸またはAMPを測定するための必須成分、ホスホエノールピルビン酸、およびピルビン酸キナーゼを含む、ADP測定用キット。
【請求項7】
特定物質を酵素反応に付しADPを中間的または最終的に発生するための必須成分、グルコース、ADP依存性ヘキソキナーゼ、金属イオン、グルコース−6−リン酸またはAMPを測定するための必須成分、ホスホエノールピルビン酸、およびピルビン酸キナーゼを含む、特定物質測定用キット。

【図1】
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【公開番号】特開2011−103825(P2011−103825A)
【公開日】平成23年6月2日(2011.6.2)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−263811(P2009−263811)
【出願日】平成21年11月19日(2009.11.19)
【出願人】(000003975)日東紡績株式会社 (251)
【Fターム(参考)】