DE3034618A1 - Verfahren zur bestimmung der aktivitaet des angiotensin-konvertierenden enzyms - Google Patents
Verfahren zur bestimmung der aktivitaet des angiotensin-konvertierenden enzymsInfo
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Description
Verfahren zur Bestimmung der Aktivität des Angiotensin-konvertierenden
Enzyms. *
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmt&ig der Aktivität
des Angiotensin-konvertierenden Enzyms, wobei· X-Hippuryl-L-histidyl-L-leucin
als synthetisches Substrat und Bippuricase
verwendet wird.
Das Angiotensin-konvertierende Enzym (nachfolgend kurz AGE genannt)
katalysiert die Konversion von Angiotensin I in Angiotensin II durch Abspalten des Carboxyend-dipeptids, d.h. des
L-Histidyl-L-leucins, und das dabei gebildete Angiotensin II
stellt eine Substanz mit stark blutdrucksteigernder Wirkung dar.
Das AGE spielt eine sehr wichtige Rolle im menschlichen Körper, und die Messung des ACE-Spiegels im Blut ermöglicht eine Diagnose
der Sarkoidose.
Die genaue Bestimmung des ACE-Gehalts in menschlichem Blut ist
aus physiologischen und klinischen Gesichtspunkten wichtig. Als konventionelle Bestimmungsmethoden sind 1) der Eadioimmunoassay,
2) die fluorometrische Bestimmung und 5) die Fltissigkeits-chromatographie-Hilfsbestimmung
(liquid chromatography-assisted
assay) bekannt. Diese konventionellen Methoden werden jedoch nicht allgemein angewandt, da sie Spezialinstrumente erfordern.
Bekannt ist auch die spektralphotometrische Bestimmung fiir ACE
von D.W.Gushman (ebenfalls eine der konventionellen Methoden), die in der folgenden Weise durchgeführt wird:
Als synthetisches Substrat wird Hippuryl-L-histidyl-L-leucin
verwendet, das zu einer ACE enthaltenden Probe, wie Humanserum oder humor, gegeben und eine bestimmte Zeit reagieren gelassen
wird. Die Reaktion wird dann durch Zusatz von HCl zu dem Reaktionssystem gestoppt. Die während der Reaktion gebildete Hippursäure
wird mit Essigester aus der Reaktionsmischung extrahiert
und der nach dem Verdampfen des Essigesters-erhaltene Rückstand
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.. jr.
in destilliertem Wasser gelöst. Die Hippursäurekonzentration wird durch Messen der TJV-Absorption bestimmt. Die ACE-Aktivität wird
aus der gefundenen Hippursäurekonzentration errechnet.
aus der gefundenen Hippursäurekonzentration errechnet.
Ziel der Erfindung war, ein einfacheres Verfahren zur Bestimmung der ACE-Aktivität zu entwickeln.
Dieses Ziel ist mit der nachfolgend beschriebenen Methode erreicht
worden, der folgendes Prinzip zugrunde liegt:
X-Hippuryl-L-histidyl-L-leucin der allgemeinen Formel
ooo
Il Il ö '
-NH-CHo-C-NH-CH-C-NH-CH-COOH , ι
2.1 v S
worin X OH, MH9 oder N(GHL)5 bedeutet, i
wird als synthetisches Substrat und Hippuricase als Enzym ver- i wendet, das die Hippursäure in Benzoesäure und Glycin spaltet.
Einer AGE enthaltenden Flüssigkeit, wie Humanblut, -serum oder
-humor wird X-Hippuryl-L-histidyl-L-leucin zugegeben, um durch ! Spaltung des X-Hippuryl-L-histidyl-L-leucins durch ACE X-Hippur-j säure und L-Histidyl-L-Ieucin zu bilden. Die Hippuricase gibt ! man der Flüssigkeit zu, um aus der X-Hippursäure durch Spaltung · X-Benzoesäure und Glycin zu bilden. Die X-Benzoesäure reagiert
mit 4—Amino-antipyrin und HpOp in Gegenwart von Peroxidase unter; Bildung von Ohinonxminfarbstoff, dessen Konzentration kolorime- \ trisch gemessen wird, um die Aktivität von ACE zu berechnen. j
-humor wird X-Hippuryl-L-histidyl-L-leucin zugegeben, um durch ! Spaltung des X-Hippuryl-L-histidyl-L-leucins durch ACE X-Hippur-j säure und L-Histidyl-L-Ieucin zu bilden. Die Hippuricase gibt ! man der Flüssigkeit zu, um aus der X-Hippursäure durch Spaltung · X-Benzoesäure und Glycin zu bilden. Die X-Benzoesäure reagiert
mit 4—Amino-antipyrin und HpOp in Gegenwart von Peroxidase unter; Bildung von Ohinonxminfarbstoff, dessen Konzentration kolorime- \ trisch gemessen wird, um die Aktivität von ACE zu berechnen. j
J Somit läßt sich die Aktivität von ACE dadurch bestimmen, daß man!
a) eine ACE enthaltende Flüssigkeit mit einem Reagenz vermischt,j
das X-Hippuryl-L-histidyl-L-leucin, Hippuricase, Peroxidase, ! 4-Antipyrin und HpOp enthält und !
b) kolorimetrisch die Konzentration des in a) gebildeten Chinon-I
.. ..iminfarbstoffs misst. .
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Das Prinzip des Verfahrens der Erfindung läßt sich durch folgendes
Schema darstellen:
1) X-Hippuryl-1-histidyl-l-leucin
} X-Hippursäure + L-Hystidyl-L-leucin
2) X-Hippursäure X-Benzoesäure + Glycin
3) X-Benzoesäure + 4-Aminoantipyrin + HpOp
Chinoniminfarbstoff.
Eines der gemäß Erfindung verwendeten Substrate, das p-Hydroxyhippuryl-L-histidyl-L-leucin
kann wie folgt hergestellt werden:
30 g Carbobenzoxy-glycin und 24 g L-Histidinmethylester werden
in 300 ml Chloroform gelöst, die erhaltene Lösung mit 30 g
Aethylaminopropyl-carbodiimid versetzt und reagieren gelassen. Die Reaktionsmischung läßt man 2 Stdn. bei Raumtemperatur stehen,
wäscht sie danach mit Wasser und einer 2,5 %igen wässrigen NaHCO,-Lösung und destilliert dann das Lösungsmittel (Chloroform)
unter vermindertem Druck ab.
25 g des erhaltenen Reaktionsproduktes, Carbobenzoxy-glycyl-L-histidin-methylester,
löst man in 50 ml Aethanol, versetzt die
Lösung mit 15 ml Hydrazinhydrat und läßt sie über Nacht stehen.
Das so gebildete Garbobenzoxy-glycyl-L-histidin-hydrazid wäscht
man mit Wasser und kristallisiert es dann aus heißem Wasser um.
21 g des erhaltenen Carbobenzoxy-glycyl-L-histidin-hydrazids
löst man in 185 ml 1 η HCl, versetzt die erhaltene Lösung unter Rühren bei O0C mit 245 ml Essigester und 4,3 g NaNO2, gibt nach
5 Minuten 73 ml einer 50 %igen wässrigen KpCO^-Lösung zu und
extrahiert die erhaltene Lösung mit Essigester. Den Essigesterextrakt trocknet man über wasserfreiem Natriumsulfat, versetzt
ihn mit einer (auf O0C gekühlten) Lösung von L-Leucin-methylester
in Aethyläther (9g/ 208 ml), läßt die Mischung über
Nacht bei -50C stehen, filtriert den ausgefallenen kristallinen
Carbobenzoxy-glycyl-L-histidyl-L-leucin-methylester ab und wäscht
ihn mit Aethyläther. . . _.. _.
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20 g des erhaltenen Carbobenzoxy-glycyl-L-histidyl-L-leucinmethylesters
gibt man zu 100 ml einer 25 %igen HBr-Lösung in
Essigsäure, rührt die erhaltene Mischung 1 Stunde, um die Garbo-; benzoxygruppe abzuspalten, und versetzt sie dann mit 2000 ml
abs. Aether. Den dabei gebildeten Niederschlag filtriert man ab, wäscht ihn mit Aethyläther und trocknet ihn in einem Exsikkator.
20 g des erhaltenen Niederschlags, Glycyl-L-histidyl-L-leucinmethylester.2
HBr, und 10,1 ml Triäthylamin löst man in 80 ml Dichlormethan, versetzt die erhaltene Lösung zunächst mit 6,5 6
p-Acetoxy -benzoesäure und dann mit 7»5 S Aethyl-aminopropylcarbodiimid.HCl,
rührt die erhaltene Reaktionsmischung 2 Stunden bei Raumtemperatur, wäscht sie mit Wasser und einer 2,5 %igeiji
wässrigen NaHCO.,-Lösung, trocknet sie über wasserfreiem Natrium-1
sulfat, entfernt das Lösungsmittel unter vermindertem Druck und j läßt das Ganze bei -200G stehen, damit sich der p-Acetoxyhippuryl-L-histidyl-L-leucin-methylester
absetzt.
5,1 g des erhaltenen p-Acetoxy-hippuryl-L-histidyl-L-leucinmethylesters
löst man in 20 ml Methanol und gibt zu der erhalte-| nen Lösung 20 ml 1 η Natronlauge bei einer Temperatur von 40C. |
Nach 1 Stunde Rühren setzt man den pH-Wert der Lösung durch ; HCl-Zusatz auf 5 herab und destilliert das Wasser und das Methanol
ab. Den so erhaltenen Rückstand löst man in Methanol, fil- j triert, versetzt das erhaltene Piltrat mit Aethyläther und läßt j
das Ganze bei -200G stehen, wobei kristallines p-Hydroxy-hippu- j
ryl-L-histidin-L-leucin ausfällt, das man abfiltriert. ;
Das Verfahren der Erfindung soll durch die nachfolgenden Bei-
spiele näher erläutert werden. ί
Zur Bestimmung der Aktivität von ACE wurde ein in der angegebenen Weise erhaltenes p-Hydroxy-hippuryl-L-histidyl-L-leucin als
synthetisches Substrat verwendet.
0,05 ml Serum und 0,049 ml reines Wasser wurden zu 0,25 ml einer'
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Pufferlösung (pH 8,3) gegeben, die 0,5 mM p-Hydroxy-hippuryl-L-histidyl-L-leucin,
1 TJ Hippuricase, 0,5 U Peroxidase, 2 mM 4-
Amino an tipyrin, 2 mM HJD 0,5 M FaOl und 0,1 M Borsäure ent- \
«ic: ι
Melt. ΐ
Die Aenderung der Extinktion (absorbance) der Lösung wurde bei ;
Licht von 505 nm "bei einer Temperatur von 370C während des Reaktionsverlaufs
gemessen. Bei der Messung wurde ein Zentrifugal- ! analysator benutzt, in dem die Messve-rzögerung (time lag) 5 see.;
und die Reaktionsdauer 10 Min. betrug. Die Aktivitätseinheit : (mü.) von ACE wurde im Auto analysator automatisch ausgedruckt. i
Die Berechnung erfolgte nach folgender Gleichung: !
TT - Aenderung der Extinktion bei 505 nm \
~ molarer Extinktionskoeffi-zient \+) [FT I
! x Reaktionsdauer (.10 Min.) x Schichtdicke C++) (cmj x
(+) = (molecular absorptivity)
(++) = (light-path length)
(++) = (light-path length)
£ = 1200C(molarer Extinktionskoeffizient des Ohinoniminfarb-
; stoffs)
j Das Ergebnis der Messung nach 20-facher Wiederholung war
j Aktivitätseinheit (mU) = 15,0 + 0,5 (nMol/ral/tjiin)
! Variantxonskoeffizxent (CV) = 3,3 % «
j Aktivitätseinheit (mU) = 15,0 + 0,5 (nMol/ral/tjiin)
! Variantxonskoeffizxent (CV) = 3,3 % «
• Die Aktivitätseinheit (mil) und der Variationskoeffizient (CV)
: wurden unter Anwendung der in Beispiel 1 beschriebenen Verfahrens- und Berechnungsmethode bestimmt, wobei jedoch 10 mM p-Amino-hippuryl-L-histidyl-L-leucin anstelle von 5 mM p-Hydroxyhippuryl-L-histidyl-L-leucin eingesetzt, die Aenderung der
Extinktion bei 480 nm gemessen und bei der Berechnung für
£ 8000 eingesetzt wurde.
: wurden unter Anwendung der in Beispiel 1 beschriebenen Verfahrens- und Berechnungsmethode bestimmt, wobei jedoch 10 mM p-Amino-hippuryl-L-histidyl-L-leucin anstelle von 5 mM p-Hydroxyhippuryl-L-histidyl-L-leucin eingesetzt, die Aenderung der
Extinktion bei 480 nm gemessen und bei der Berechnung für
£ 8000 eingesetzt wurde.
Aktivitätseinheit (mU) = 16,0 +_ 0,28 (nMol/ml/min)
Variationskoeffizient (CV) = 1,8 %
Variationskoeffizient (CV) = 1,8 %
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Beispiel 3 " · *
Die Aktivitätseinheit (m.U) und der Variatxonskoef fxzxent (CTV)
wurden unter Anwendung der in Beispiel 1 beschriebenen Verfahrens- und Berechnungsmethode bestimmt, wobei jedoch 8 mM p-Dimethylamino-hippuryl-L-histidyl-L-leucin
anstelle von 5 mM p-Hydroxy-hippuryl-L-histidyl-L-leucin
eingesetzt,.die Aenderung der Extinktion bei 555 nm gemessen und bei der Berechnung für
£ 32000 eingesetzt wurde.
Aktivitätseinheit (m.U) = 15,0 ± 0,32 (nMol/ml/min)
Variationskoeffizient (CV) = 2,1 %
Zum Vergleich mit dem Verfahren der Erfindung wurde eine Messung
nach der Methode von Cushman durchgeführt, wobei das gleiche
Serum wie bei dem Verfahren der Erfindung benutzt wurde. Die Messergebnisse wurden in folgender Weise erhalten:
0,1 ml Serum wurden mit 0,25 ml einer Boratpufferlösung (pH 8,3):
versetzt, die 5 mM Hippuryl-L-histidyl-L-leucin enthielt und
die Mischung 60 Min. bei 370C reagieren gelassen. Danach wurde '
die Eeaktion durch HCl-Zusatz zu der Lösung gestoppt, die gebildete
Hippursäure mit 1,5 ml Essigester extrahiert, die überstehende Flüssigkeit abgetrennt und nach dem Abdestillieren des Lösungsmittels
der erhaltene Rückstand in 2 ml reinem Wasser gelöst. Die Extinktion dieser Flüssigkeit wurde bei 228 nm gemessen, um
die Hippursäuremenge zu bestimmen.und die Aktivitätseinheit von
AGE (iU) berechnet. Das Ergebnis der Messung nach 20-facher
V/iederholung war:
Aktivitätseinheit (mU) = 15,8 +_ 0,93
Variationskoeffizient (CV) = 5,89 % :
Diese Gegenüberstellung zeigt, daß das Verfahren der Erfindung wesentlich einfacher als das Verfahren von Cushman ist und in
der Reproduzierbarkeit, ablesbar an den entsprechenden CV-Werten, dem Cushman-Verfahren überlegen ist. (Die CV-Werte des Verfahrens
der Erfindung betragen 3,3 %, 1,8 % und 2,1 %, der CV-Wert des
Cushman-Verf ahrens beträgt dagegen 5*89 %.)
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Claims (2)
1) Verfahren zur Bestimmung der Aktivität des Angiotensin-konvertierenden
Enzyms,
dadurch gekennzeichnet, daß man
a) eine Angiotensin-konvertierendes Enzym enthaltende Flüssigkeit
mit einem Eeagenz vermischt, das X-Hippuryl-L-histidyl-L-leucin
der allgemeinen Formel
O
Ii
Ii
O Il
ο I
>^/ΤΓ\ Il II I
^0Vc-NH-CH2-C-NH-CH-C-IiH-CH-COOH
^0Vc-NH-CH2-C-NH-CH-C-IiH-CH-COOH
CH2CH(CH3J2
\_y
worin X OH, HHp oder F(CH^)2 bedeutet,
Hippuricase, Peroxidase, 4-Aminoantipyrin und HpO2 enthält
und
b) kolorimetrisch die Konzentration des in a) gebildeten Ghinoniminfarbstoffs
misst.
2) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als X-Hippuryl-L-histidyl-L-leucin p-Hydroxy-hippuryl-L-histidyl-L-leucin,
p-Amino-hippuryl-L-histidyl-L-leucin oder
p-Dimethylamino-hippuryl-L-histidyl-L-leucin verwendet.
130015/0831
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP54122562A JPS5823080B2 (ja) | 1979-09-26 | 1979-09-26 | アンジオテンシン変換酵素の活性測定法 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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| DE3034618C2 DE3034618C2 (de) | 1983-01-13 |
Family
ID=14838956
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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- 1980-09-11 US US06/186,075 patent/US4292404A/en not_active Expired - Lifetime
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- 1980-09-23 GB GB8030647A patent/GB2060646B/en not_active Expired
Non-Patent Citations (1)
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| NL183832C (nl) | 1989-02-01 |
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| JPS5823080B2 (ja) | 1983-05-12 |
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