o o o o Q
§
はIDEC,VIDECに対する反応のタイムラグを利用した直接測定が可能である。
120
00
○○○mの
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ハUく』nU(4可111
戸.1
E匡○⑩囚話①。匡両。』○の。く
0.8
0.6
0.4
r うじ
dU、
0.2
さらに、CHERに対するPEG修飾の度合(修飾率)と酵素活性およびLDLに対す る相対反応性は、修飾率が上昇するほど酵素の相対活性(未修飾の場合をlOOとして)
が減少する傾向がみられた。酵素の修飾率が約45%における相対活性は約32%であ り、HDLに対する反応性は約100%、LDLに対しては約20%と著しく相対反応性が 低下し、HDLに対する選択性が増加した。また、修飾率が45%を越えるとHDLに対 する反応性が低下する傾向がみられた(mablel6)。CHODも40%以上のアミノ基修飾
によって同様の現象が見られた。これらの結果に基づいてPEG-CHERとPEG-CH○D の修飾率はそれぞれ、約45%、約42%のものを用いた。
-66-
0
30 28 24 26
22 20 2 23 5 1 5 1 7 1 9 2 1
Fractionno Fractionno
Fig.32.GeIfiItrationchromatogramsofPEG-CHER(A)andnativeCHER(B)
Column;Superose6HR@,○;absorbanceat280nm,●;enzymeactivities.
a;lnCHERsolution(309/L).
b;Substrate:cholesteroIIinoleate(10mmoI/L),pH7.0at37oC c;PEG-CHER1U/ml;CHOD,5U/ml,pH7.0at37oC Table16.ReIationshipbetWeendegreeofmodificationinPEG-CHERandreaction s
e l e c t i v i t y t o H D L -c h o I e s t e r o l
Activated PEGadded
(/g L ) a
Degreeof
modification
Enzymatic a c t i v i t y
(
%b)
・Relativereactivityof c h o I e s t e r o I (
%c)
H D L L D L H D L / L D L
(
%)
T a b l e 1 7 . L i p i d c o m p o s i t i o n s o f i s o I a t e d l i p o p r o t e i n f r a c t i o n s ( m g / g p r o t e i n
)
0050000 125000
1350304202
■●●■●■193157 2444
100.0 77.1 74.7 62.9 41.2 31.5 28.8
100.0 104.7 104.2 100.0 101.4
99.4 93.1
0504623
●●●●●●●0230508 0004221
1110218620 0004990
■■■■●■●1112345
L i p i d
-67-
5-3-4.各種リポ蛋白画分に対する修飾酵素の効果
超遠心法にて分離し、本実験に用いたリポ蛋白画分(HDL、LDL、VLDL,chylo-micron)の脂質組成をTablel7に示す。これらリポ蛋白画分に対する修飾酵素の反応 性を検討した。まず、PEG-CHERと未修飾CHODを組み合わせた場合のリポ蛋白画 分に対する反応性を、CHERとCH○Dを組み合わせた場合と比較した。PEG-CHER
濃度が0.5~2.0U/mlでHDL,VLDL、chylomicron由来のエステル型コレステロ
1389 432 237 926
HDLLDLVLDLChyIomicron
TotaIcholesterol FreecholesteroI
T r i g l y c e r i d e s PhosphoIipids
880 480 4576 1376
80 36 1149 160 196
65 57 341
1)二m逮叫が盆遂河罰詳再両煎go訳丙僻で汁。で誉で舛強酔肖b伊田粥SH〆叩)マ 腿uマメⅦロー)二m違庁ぺ両河司詳強庫八・勺両○l串白河龍洞ひざ.、l得.oご苫己。S盆
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価什鷲宮⑮言ベラが認)。群Uペ・爵課嶺S勺両⑦(雨雲汽罰乞汁勺両○離隔盆脹卿)d片蔦 で計響知強聖いきが蒼代山蒼餅慾理叫が鹸咽強猷が。汁雨雲so甲田閃代噺諜嶺S勺画○
作S前昨雪餅勺両①’○四両宛S弗廿ご丙逓乞瀞黄門b巨例逮叫小河罰詳奔吉S一」靴臨画 国津什淵ざ、舛診U沖(国、、謡団)。何s何代戸胃bF両津叫び河罰詳S両「ご弓両の雨 雲聴洲門田滑叫が何件餅引解でぺぢが。
ReIativereactivityofchoIestero1 .(%)一
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RelativereactivityofchoIesterol (%)-L 1,コやO〕OOO OOOO.。○
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叫一
000
05
1
(誤)一○』①↑の①一○二。↑○ご一差○画の』のン憲一の唾
次に、PEG-CHER(1U/mDの存在下におけるPEG-CH○D(1~5U/ml)を用いた測
定系での各リポ蛋白画分中のコレステロールに対する反応性について検討した。
FYg、34に示すように、PEG-CH○D濃度が4~5U/mlで、HDL100%、LDL10%、
VIDL50%、chylomicron75%の相対反応性を示した。
以上の結果から、HDLと他のリポ蛋白画分に対する反応性の差が最も大きい酵素濃 度(PEG-CHER1U/ml、PEG-CHOD5U/ml)を以下の検討における添加量とした。
1 2 3 4 5
PEG-CH○,(u/mI)
0
Fig.34.EffectsofPEG-CHODconcentrationonrelativereactivitiesofcholesteroIin
variouslipoproteinfractionsinthepresenceofPEG-CHER(1U/ml)inMOPSbuffer (pH7.0)at37oC
O;HDL,●;LDL,△;VLDL,▲;chylomicron
-69-
pH5~8の範囲でのLDLCに対する酵素の反応性を、CHERとCH○D、PEG-
CHERとCH○D,PEG-CHERとPEG-CH○Dの3種類の組み合わせについて検討し た(Fig.35)。pH7付近でPEG-CHERとPEG-CHODを用いた場合のLDECに対す
る相対反応性は20%であり著しい低下がみられた。また、pH7ではPEG-CHERと PEG-CHODを用いたときのHDECに対する相対反応性はほぼ100%であったが、
VLDI戸C,chylomicron-Cに対する相対反応性は約60%であった(Fig.36)。このよう
に、中性および弱アルカリ性領域において修飾酵素と各リポ蛋白コレステロールの選択 的反応が顕著なpH依存性を示したことから、酵素またはアポ蛋白の酸解離の相違(例 えば、ヒスチジンのイミダゾール環の3-N基;pKa=6.00、システインのα一アミノ基;
pKa=8.18)などが、これらの反応性変化に複雑に関与しているものと推察される。
HDL測定のための至適pHはHDEC選択性の高いpH7を選択した。
000
05
1(誤)一○』①↑の①一.二。↑○昏一皇。、①』①ン需一①唾
公司公君公 ロ一四一日匡g-Q-o-c-C 5-3-5.pHの効果
5 6 7 8
p H Fig.35.pHprofiIesforrelativereactivitiesofchoIesteroIinLDLfractionwithnativeand
PEG-modifiedenzymes(CHER1U/mI,CHOD:5U/mI)inMOPSbufferat37oC
O;CHERandCHOD,●;PEG-CHERandCHOD,△;PEG-CHERandPEG-CHOD
-70-
0
(誤)一○』の↑の①一○二○一○言三○⑯の』のン需一の匡 100
U
に ご G 。 ま = 望 芸 ミ - 0 - O ~ C
、 A
、
、 瞳 ‘ ≧ 、 :
50
p H
6 7 8
F i g . 3eerviatlre6rfosIeiofrHpp. a c t i v i t i e s o f c h O I e s t e r o l i n v a r i o u s l i p o p r o t e i n f r a c t i o n s
withPEG-CHER(1U/ml)andPEG-CHOD(5U/ml)inMOPSbufferat37oC
O;HDL,●:LDL,△:VLDL,▲:chyIomicron.
5-3-6.a-CyD・sulの効果
14種類のCyDとそれぞれのリポ蛋白画分との相互作用を検討した結果、Mg2+の存 在下でa-CyDsulのみがLDL、VLDL,chylomicronに作用し、濁度上昇が起こるこ
とを見い出した(Fig.37)。これは、a-CyDsulの空洞の大きさや包接能とは関係なく むしろ硫酸化の程度に依存すると考えられる。Burkeら89)はa-CyDsulがへパリン
様活性を示し、グルコース単位当たり2個の水酸基が硫酸基に置換されると、顕著な活
-71-
性を示すことを報告している。本研究では、このことを考慮して平均置換度12のαー CyDsulを用いた。a-CyDsulは非結晶性白色粉末で、水に溶け易く、負電荷を有す
る硫酸基が環状に密に配向するため、ヘパリンやデキストラン硫酸などよりも荷電密度 が高い90)。a-CyDsulは、ヘパリンやデキストラン硫酸など硫酸化多糖類と同様にア
ポB蛋白に富むリポ蛋白画分(chylomicron、VLDL、LDL)と強く相互作用しFig.37 に示すような濁度上昇を惹き起こしたものと推察される。
ControI
a-CyD 6-CyD
Y-CyD HE-l3-CyD HP-aFCyD
HP-6-QyD DM-β-CyD TM-β-CyD CM-β-CyD
G 1 -l 3 -C y D
G 2 -c L -C y DG 2 -β C - y D
a-CyDsuI PM-β-CyD
HDL
職 趨
懸 =
書 琴
,
LDL VLDL CM
§識、、.、、、、賦輸
I ‐ 1 0 L 1 1 . L I 上 一 一 一 一
0 0 . 1 0 0 . 1 0 0 . 1 0 0 . 1 Absorbanceat340nm
F i g . 3interoopipfIoty7dibiurntiseeacrIn. f r a c t i o n s t r e a t e d w i t h C y D s (
5mmoI)a/Lt
37°CforlOmin
HE2-hydroxyethyl,HP;2-hydroxypropyl,DM;2,6-di-O-methyl,
TM;2,3,6-tri-O-methyl,CM;O-carboxylmethyI,G1;6-O-glucOsyl,
G2;6-○一yl,maltosPMthyIated.;partiaIIyme
-72-
Chyromicron
LDL VLDL
000
05
1
(誤)一o』の》の①一o二・↑oら一三○⑯の』のン濡一の匡
5 0 00
50
00 壁 - 0 - 0 - 0 - 【 】 00
秤 = Z 三 ヌ E ニ
HDL
5 0
0
α一一弓α--弓6
-73-
HDECの直接測定のためには、HDL以外のリポ蛋白画分の反応を完全に抑える必 要がある。この目的のためにPEG修飾酵素を用いたコレステロール測定系に、酵素反 応開始前にa-CyD・sul(0~5,mol/L)とMgCl2(0.5,1.0,2.0,mol/L)を測定系
に加え、HDL以外のリポ蛋白画分コレステロールに対する反応性を検討した(Hg、38)。
PEG-CHER(1U/ml)、PEG-CH○D(5U/ml)、pH7.0,37℃、10分間反応の条件下
で、HDECに対する反応性の低下はほとんど認められなかったが、a-CyDsul(0.5
,mol/L)およびMgCl2(2,mol/L)添加の条件下で、I_DECに対しては約20%、
VLDEC,chylomicron-Cに対しては約80%の低下がみられた。
さらに、残存するリポ蛋白画分のコレステロールの反応性を抑えるために少量のデキ ストラン硫酸(0.59/L)を測定系に加えたところ、HDEC以外のコレステロール反応
は完全に消失した(FYg、39)。a-CyDsulを添加しない条件下では、デキストラン硫酸
は反応混合液の濁りを生じHDEC測定の反応を妨害した。デキストラン硫酸を含む 反応溶液(R三1;Reagentl)は血清と混合すると濁りによる吸光度上昇(△Abs.)が大き
a -C y D s u I ( m m o I / L
)
F i g .
38.Effectsofa-CyinroIsteolefchesoDvitictireaivelatnreI2oMgCandsuI・
v
a r i o u s l i p o p r o t e i n f r a c t i o n s w i t h P E G -C H E R ( 1 U / m I ) a n d P E G - C H O D ( 5 U / m I )
inMOPSbuffer(pH7.0)at37oCO;0.5,mol/LMgCl2,●;1,mol/LMgCl2,△;2,mol/LMgCI2.
0 0
0 2 4 6 0 2 4 6 0 2 4 6 0 2 4 6
1Jや1
。@.“の.m幸の。誘○↓三,○一m○コ『の一mこぐの『の、o雲く三のの○↓◎ゴ○一のの一の『○一ヨく、『一○厘の一一℃○つ『○一の一コ
↓『m◎雪○コの乏一芸℃mの‐○工m刀(一Cヘヨー)》万mの‐○工○口(、Cヘヨー)一厘’○『ロ・の匡一(○・mヨヨo一戸)》
四コQQの蓉国コの三里の(○・○m誤)一コ三○℃のワニの『(ロエ『.○)里so○・
○》工or●一戸ロr陽一くFprし一○ゴ『一○ヨー。『○コ.
Absorbanceat555nm 一 ○。
コム の⑯『色.】
↑
RelativereactMtyofchoIesteroI(%) 一 (J10 0。。
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一○○
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詞0画
↑
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互い、+(ヨヨ○一F)
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(○・○○m誤乏く)一コ芸の↓一『の《『の、、の.一のo一二○コ(ア)の己の↓↓の◎厨◎↓
のロの○『ロ四コ◎の。ゴ四コ、のの(、)
難で八○・.○一くの.乏一芸○三R‐○ペロ・の三.
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△Absorbance(%)
01 0I
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Q‐○ペロ・の三
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一・の三(コヨゴ○一へF)
三一一一コQの×言四コの匡一↓画↓の
R‐○『ロ・の三○コ芸の
0.05
5-3-7.各リポ蛋白画分の反応曲線
前節までの結果に基づいて、血清中HDECを選択的に測定するための試薬組成を Tablel4のように設定した。この反応試薬を用いて、リポ蛋白画分に対する酵素反応
により生成したキノン色素の吸光度を波長555nmで15秒間隔で5分間測定した時間
推移をHg、41に示す。本試薬はHDECに特異的であり、LDEC,VLDEC,chylo-micron-Cに対しては吸光度の増加を示さなかった。HDECは、酵素試薬(R-2)を添
加後約3分で吸光度の増加がほぼプラトーに達し、短時間でHDECの測定が可能なこ とが示唆された。
0.2
0
Eこの叩の話の○匡⑩e○の。く
0.15
2←R
0.1
く、測定値に影響を与えた(Fig.40A)が、a-CyDsul(0.5~1.0,mol/I_)存在下では 濁度の減少がみられた(Fig.40B)。
0
1 2 3
Timein)(m
4 5
F i g . 41.ithctionswoteinfrasIipoprinvariouesteroIonofchoIereactisesofthTimecour
PEG-modifiedenzymeSinthepresenceofa-CyD・suI,MgCI2anddextransuIfateat pH6、5,37oC
O:HDL,●:LDL,△:VLDL,▲:chylomicron.
-75-