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JPS6236199A - カルシウムイオンの定量法 - Google Patents

カルシウムイオンの定量法

Info

Publication number
JPS6236199A
JPS6236199A JP17378385A JP17378385A JPS6236199A JP S6236199 A JPS6236199 A JP S6236199A JP 17378385 A JP17378385 A JP 17378385A JP 17378385 A JP17378385 A JP 17378385A JP S6236199 A JPS6236199 A JP S6236199A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
calmodulin
calcium
enzyme
calcium ion
reaction
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP17378385A
Other languages
English (en)
Inventor
Takayuki Uejima
上島 孝之
Mayumi Ando
安藤 眞由美
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
KH Neochem Co Ltd
Original Assignee
Kyowa Hakko Kogyo Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kyowa Hakko Kogyo Co Ltd filed Critical Kyowa Hakko Kogyo Co Ltd
Priority to JP17378385A priority Critical patent/JPS6236199A/ja
Publication of JPS6236199A publication Critical patent/JPS6236199A/ja
Pending legal-status Critical Current

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  • Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はカルシウムイオンの定量法に関し、さらに詳し
くはカルシウム・カルモジュリン複合体を形成させ、こ
れによってカルモジュリン依存性酵素を活性化させ、そ
の活性を測定することによってカルシウムイオンを定量
する方法に関する。
従来の技術および問題点 カルシウムは生体内金属の1つで骨、歯、硬組織に存在
しているが、血清中には10mg/clj!前後、尿中
には4〜12■/a前後含まれている。カルシウムイオ
ンは細胞内での情報伝達物質で、神経の伝達や筋収縮・
弛援及び分泌系の調節を行っている。従ってカルシウム
イオンの定量は副甲状腺機能亢進症、ビタミンD欠乏症
、腎不全等の診断に有用である。血中あるいは尿中のカ
ルシウムイオンは濃度が比較的高いにもかかわらず、従
来の測定法は操作が繁雑である。すなわち、カルシウム
イオンの測定に関しては化学的比色法(Orthocr
esolphthalein complexone法
C0CPC法) 、 Connery。
)1. V、 & Br1gg5.^、 R,; Am
、J、Cl1n、 Path、。
45 、290.1966 )原子吸光法(Zeltn
er、 A、&Se11g5on、 D、 : C11
n、 Chemo、 10 、869.1964)イオ
ン電極法(Arnold、口、 B、:Amer、J、
Cl1n。
Path、 、 49. 627.1968)などが知
られているがいずれも操作が複雑で他物質の影響を受け
やすい。
問題点を解決するための手段 本発明によれば試料中のカルシウムイオンと蛋白カルモ
ジュリンとを結合させてカルシウム・カルモジュリン複
合体を生成させ、この複合体によってカルモジュリン依
存性酵素を活性化させ、この酵素活性を測定することに
よってカルシウムイオンを定量することができる。
本発明の原理は次のとおりである。
カルシウムイオンは不活性型のカルモジュリンと反応し
て活性型のカルシウム・カルモジュリン複合体を生成す
る。この複合体に不活性型のカルモジュリン依存性酵素
例えばホスホジェステラーゼを作用させるとこの酵素が
活性化される。この活性化された酵素の酵素活性を測定
することによって試料中のカルシウムイオンを定量する
ことができる。本発明方法を実施するに際してはまずカ
ルシュラムイオンを含有する試料の一定量とカルモジュ
リン含有緩衝液とを混合して反応を行わせる。反応液に
カルモジュリン依存性酵素及びその基質を加えて反応さ
せ反応生成物の検出できる変化の割合を定量する。予め
求めておいた検量線から該変化の割合に対応するカルシ
ウムイオンを求めることができる。
カルシウムイオンを含有する試料としては通常血液(特
に血清)、尿等が例示される。
カルモジュリンは哺乳動物各組織、植物、原生動物、腔
腸動物、微生物にューロスポラ・クラップ、エシェリヒ
ア・コリ等)などから抽出したものが用いられるが、好
適な例として牛の脳由来のものがあげられる。牛脳カル
モジ5’Jンは牛脳大脳皮質を破砕後、遠心分離の上清
をDEAE−セルロースカラムにかけ、濃度勾配法で溶
出すると、カルモジュリンとカルモジュリン依存性ホス
ホジェステラーゼがそれぞれ分別して得られる。これら
を更に一般的な蛋白質精製手段を用いて精製することに
より、高度に精製されたカルモジュリンとカルモジュリ
ン依存性ホスホジェステラーゼが得られる。
カルシウム含有試料に対するカルモジュリン含有緩衝液
の使用比率は検出操作が正確に行なえる域内で各試料に
つき適切な量を設定する。例えば試料が血清の場合は緩
衝液で100〜5000倍に希釈し、希釈液14〜l+
nlに対し、カルモジュリン含有緩衝液14〜1m1(
カルモジュリン0.1〜50u含有)の割合で使用する
カルシウムイオンとカルモジュリンとの混合溶液は5〜
50℃、pH4〜10で30秒〜10分間インキニベー
トすること1こより、カルモジュリン・カルシウム複合
体溶液を得ることができる。
用いられる緩衝剤としては後述の酵素反応で用いられる
例がいずれも使用できる。
カルモジュリン依存性酵素としては、カルシウム・カル
モジュリン複合体によって活性化される酵素であればい
ずれのものでもよく、例えばホスホジェステラーゼ、ア
デニル酸シクラーゼ、NADキナーゼ、プロティンキナ
ーゼ、トリプトファン水酸化酵素、ATPアーゼ、タン
パク質リン酸化酵素などが使用される。好適な酵素の例
としては牛の脳より得られるホスホジェステラーゼがあ
げられる。
これらのカルモジュリン依存性酵素はいずれも公知の酵
素であり、それぞれ対応する基質がいずれも知られてい
るので、用いる酵素に対応した基質を用いればよい。
これらの酵素反応をカルシウム・カルモジュリン腹合体
の存在下に行うことによって検出できる変化としては基
質の減少あるいは生成物があげられる。これらの変化が
直接定量できるときは公知の手法に従って定量すればよ
い。
生成物を直接定量できないときは簡単に定量できる化合
物に変換して定量することが望ましい。
例えば生成物が過酸化水素である場合もしくは生成物を
分解するオキシダーゼを作用させて化学量論的に過酸化
水素を生成させることができる場合には過酸化水素を色
原体の存在下パーオキシダーゼの作用によって色素に変
換させ、生成色素による反応液の着色による吸収を色素
の極大吸収波長で測定することによって生成物を定量で
き結果としてカルシウムイオンを定量できる。
これらの反応は順次行っても良いが、好ましくは酵素反
応に必要な基質、酵素1色源体を加えて一段階で反応を
行わせ反応液の吸収を測定することによっても目的は達
せられる。
生成物の定量は上記以外に多くの手法が知られているの
でこれらを適宜組合せて行うことができる。
酵素反応を一段階で行う際には試薬液として酵素反応に
必要な酵素、基質9色源体等を含有する緩衝液を調製す
る。それぞれの成分は反応を行わせるに充分な量を含有
させればよいが通常試薬1ml中に各酵素を0.0l−
10U、基質を0.1〜10μmol 、及び生成物定
量システムを含有させた試薬液を調製する。
生成物定量システムは生成物の定量法に応じて必要な酵
素1色源体等を必要量、通常かなり過剰量含有させた組
成物からなる。
前述のカルシウム・カルモジュリン複合体溶液にこれら
と1〜25倍容の試薬液を加える。
反応は5〜50℃、pH4〜10で30秒〜60分間反
応させる。反応後選択した生成物定量システムに従って
生成物を定量する。
1例としてカルモジュリン依存性酵素としてホスホジェ
ステラーゼ、その基質としてc A M Pを用いた場
合における酵素反応系について詳しく説明する。cAM
Pはホスホジェステラーゼにより5’−AMPに変換さ
れるが、この5’−AMPを定量する方法として、5’
−AMPを5′−ヌクレオテダーゼでアデノシンとリン
酸にし、リン酸を化学的又は酵素的に測定する方法やア
デノンンをヌクレオンドオキンダーゼで酸化して測定す
る方法、5’−/IIPをアデニル酸キナーゼ、ピルビ
ン酸キナーゼ、ホスホエノールピリビン酸(PEP)、
ピルビン酸オキシダーゼを用いて生ずる過酸化水素を測
定する方法や、ピルビン酸を乳酸デヒドロゲナーゼを用
いてNADHの変化量で測定する方法、5 ’−AMP
をアデニンホスホリボンルトランスフエラーゼ、アデニ
ンデアミナーゼ、キサンチンオキシダーゼを用いて反応
させ、生成する過酸化水素を測定する方法などあげられ
る。
上記した酵素反応は以下の式で示される。
ホスホジェステラーゼの活性化 Ca2+−カルモジlリン (活性型) +ホスホジェ
ステラーゼ (不活性型)ホスホジェステラーゼ (活
(ft[>5’−/MPの生成 5’−AMPの定量 5′−ヌクレオチダーゼ ■5’−AMP  +  H,Oアデノシン  +  
リン 酸11.酸。イ)’i”t ”柊酩4で±−林ゴ
ei+’j’rf”r。11g−x−1−’Jyヤ↓ 検出 2(アセチルリン酸)  +2CO2+28202検出 ↓ 検出 次に上記■の場合を例にとり具体的操作を説明する。ま
ずホスホ−ジェステラーゼ、cAMP。
5′−ヌクレオチダーゼ、プリンヌクレオシドホスホリ
ラーゼ、キサンヤーキシダーゼ、イノシン、生成した過
酸化水素定量システム例えば、色素に導くためのパーオ
キシダーゼ、電子供与体、フェノール系化合物及び必要
に応じて金属イオン、界面活性剤等を緩衝液に含有させ
た試薬液を調製する。試薬液中の各成分の濃度としては
ホスホジェステラーゼ1〜100mu/mL cAMP
o、1〜5μmol 7〜I、5′−ヌクレオチダーゼ
0.1〜20u 7〜I、プリンヌクレオシドホスホリ
ラーゼ1〜100mu/ml、キサンチンオキシダーゼ
1〜100mu/ml、イノシフ0.1〜I Q μm
ol、ホスホジ、lr−ステラーゼが反応するのに必要
なMg2ゝ0.1〜5μmol 7〜I、5′−ヌクレ
オチダーゼ活性発現に要なMn”0.1〜20 μmo
l 7〜I、パーオキシダーゼ1〜100 u/ml、
電子供与体Q、1〜l Oa+ mol/1、フェノー
ル系化合物0.1〜100m mo+/βがそれぞれ適
当である。電子供与体としては4−アミノアンチピリン
(4−AA)、3−メチル−2−ベンゾチアゾロヒドラ
チン(MBTH)、2−ヒドラジノベンゾチアゾール(
HBT)、2−アミノベンゾチアゾール(ABI)等が
用いられる。フェノール系化合物としてはフェノール、
N−エチル−N−(3−メチルフェニル)−N’−アセ
チルエチレンジアミン(EMAE)、3.5−キシレノ
ーノペN、N−ジメチルアニリン、ジエチルアニリン、
0−クマリンe、8−アミノキノリン酸、1−アミノ−
8−ナフトール−2,4−ジスルホニックアシッド(S
S酸)、N(β−ハイドロキシ−γ−スルフォプロビル
)=3.5−ジエチルアニリン(H3DΔ)等カルいら
れる。金属イオンとしては上記したごとくMg”、Mn
”が必要であるが、これらのイオンを与える化合物とし
ては硫酸マグネシウム、塩化マグネシウム、硫酸マンガ
ン、塩化マンガン等が用いられる。界面活性剤としては
トライトンX−100等が用いられる。
緩衝液としてはリン酸バッファー、イミダゾールバッフ
ァー、トリスバッファー、コハク酸バッファー、クエン
酸バッファ―、ホウ酸バッファー、酢酸バッファー、グ
リシルグリシンバッファーなどが用いられる。試薬液中
の緩衝剤の濃度としては0.01〜l mol /βが
好適である。
カルシウム・カルモジュリン複合体溶液とこれに対し1
〜25倍容量の試薬液とを混合し、5〜45℃、好まし
くは20〜40℃、pH4〜10で30秒〜60分間酵
素反応を行わせる。
上記■の酵素反応を使用する場合には該当する■の酵素
反応系に代えヌクレオシドオキシダーゼ0、O1〜10
 u 7mMを用いる以外は■の場合と同様に操作すれ
ばよい。■の酵素反応を使用する場合はアデニル酸キナ
ーゼ、及びピルビン酸キナーゼ及びピルビン酸オキシダ
ーゼをそれぞれ0.01〜10u/m+、ATPo、1
〜10μmol/ml。
P E P O,1〜10 μmol 7mM、  リ
ン酸0.1〜10μmol 7mM、パーオキシダーゼ
、電子供与体、フェノール系化合物を含有する試薬液を
調製し、■の場合と同様に反応させる。上記でパーオキ
シダーゼ、電子供与体、フェノール系化合物の濃度は■
の場合と同様でよく、又電子供与体、フェノール系化合
物としては■の場合と同様のものが使用できる。■の酵
素反応を使用する場合はアデニンホスホリボシルトラン
スフェラーゼ、アデニンデアミナーゼ及びキサンチンオ
キシダーゼを0.O1〜10u/m1、ピロリン酸0.
1〜10 μmol 7mM。
パーオキシダーゼ、電子供与体、フェノール系化合物を
含有する試薬液を調製し、■の場合と同様に反応させる
。上記でパーオキシダーゼ、電子供与体、フェノール系
化合物の濃度は■の場合と同様でよく、又電子供与体、
フェノール系化合物としては■の場合と同様のものが使
用できる。
酵素反応後、反応液の可視部吸収を400〜780nm
、好ましくは500〜600nmの波長域で分光光度計
などを用いて測定し、一定濃度のCa”イオン含有溶液
に上記一連の操作を適用して予め作成した検量線より試
料中のカルシウムイオンを定量する。
以下に本発明の態様を実施例によって説明する。
実施例1 牛脳カルモジュリンと牛脳カルモジュリン依存性ホスホ
ジェステラーゼを用いてカルシウムイオンの検量曲線を
求める。
0〜10μMのカルシウムイオンを含有する10Jl!
lの試料に0.20#l力ルモジニリン溶液10mを加
えて37℃で5分間反応させる。この反応液(20d)
に下記2種の方法により成分をそれぞれに示す量(もし
くは濃度)含有する試薬溶液及び水(合計2980JI
i)を加えて37℃で5分間インキュベーションした後
反応液の500nmにおける吸収を測定し検量曲線を得
た。
カルシウムイオン2〜10μMの範囲で直線的比例関係
が得られている。
Δ)5’−AMPを5′−ヌクレオチダーゼで分解し、
生成したリン酸を酵素法で測定する。
試薬溶液 ホスホジェステラーゼ 12mM   10戚10mM
 Mg5O< ・5820        50 ”6
0mM uni 2          5 Q /1
5′−ヌクレオチダーゼ 10mM   10 〃10
mMイノシン          40〃ブリンヌクレ
オシドホスホリラー’l        10mM  
     10//キサンチンオキシダーゼ     
       10mM       10  〃パー
オキシダーゼ(2mg/ml)  100 〃42mM
  フェノール       500〃2.4d4−ア
ミノアンチピリン  500〃リン酸緩衝液(I)87
.5)      1000 ”6mM c−AMP 
           50 //”20      
        650 〃計2980〃 検量線が第1図に示される。
B)5’−AMPをアデニル酸キナーゼ、ピルビン酸キ
ナーゼ、ピルビン酸オキシダーゼを用いて反応させ生成
した過酸化水素を測定 試薬溶液 ホスホジェステラーゼ 12mM    10顔10m
M MgSO4・51(2050II5′−ヌクレオチ
ダーゼ lQmu   1 o 760mM LlnC
j22          50 〃アデニル酸キナー
ゼ  10mM    50〃10mM  ATP  
                        1
 0 0  ”ピルビン酸キナ−f         
     l(1mM       501/10mM
  PEP(ホスホエノール ピルビン 酸)    
  100 〃10mM  リン酸         
  100〃ピルビン酸オキシダーゼ        
   lQmu       5 0  〃パーオキシ
ダーゼ(2■/m+)  100〃42mM  フェノ
ール       500〃2.4mM4−アミノアン
チピリン  500〃リン酸緩衝液(pf17.5) 
    1000 〃61TIM C−AMP    
        50 ”H2O260” 計2980〃 検量線が第2図に示される。
実施例2 血清中のカルシウムイオンの定量 血清10ρそリン酸緩衝液(pH7,5)で500倍希
釈し、希釈液10JI!lに0.2U/mのカルモジュ
リン溶液10頭を加え、37℃、5分間インキニペーシ
ョン後、実施例1の2)の方法と同様に処理して検量線
よりカルシウムイオン濃度を求めた。その結果を第1表
に示す。同一の試料についてEDTA滴定法[:J、L
ab、Cl1n、 Med、 611029(1963
) )より求めた結果を第1表に示す。
第   1   表 本発明によればカルシウムイオンを迅速かつ簡便に定量
することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図及び第2図は牛脳カルモジュリンと牛脳カルモジ
ュリン依存性ホスホジェステラーゼを用いて求めたカル
シウムイオンの検量線を示す。 第1図は5’−AMPを5′−ヌクレオチダーゼで分解
し生成したリン酸を酵素法で測定した場合を、第2図は
、5’−AMPをアデニル酸キナーゼ、ピルビン酸キナ
ーゼ、ピルビン酸オキシダーゼを用いる酵素法で測定し
た場合を示す。 特許出願人(102)協和醗酵工業株式会社纂 1 囚 (Ca”](μ間) 第 2 口 [Cα2+](AM〕

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 試料中のカルシウムイオンとカルモジュリンとを反応さ
    せてカルシウム・カルモジュリン複合体を形成させ、生
    成したカルシウム・カルモジュリン複合体によってカル
    モジュリン依存性酵素を活性化させ、該酵素活性を測定
    することを特徴とするカルシウムイオンの定量方法。
JP17378385A 1985-08-07 1985-08-07 カルシウムイオンの定量法 Pending JPS6236199A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05276993A (ja) * 1987-04-10 1993-10-26 Flinders Univ Of South Asutralia 液体中のカルシウムイオンを測定する方法及びそのための組成物
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