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雑誌目次

論文

臨床検査22巻11号

1978年11月発行

雑誌目次

特集 酵素による臨床化学分析

著者: 村地孝

ページ範囲:P.1163 - P.1164

 生命科学の歴史の中で,酵素はまず"酵素作用"の形で認識された.食物の消化がペプシンをはじめとする消化酵素の作用によるという認識は,これらの酵素が物質として認知されるよりはるかに以前のことであった.また,アルコール発酵なる酵母の生命現象が酵母の無細胞抽出液の作用でも起こりうるという発見は,近代酵素学の始まりとみなしうるが,発酵過程を担う諸酵素の単離精製には,なお半世紀以上待たねばならなかった.
 J.B.Sumnerが約9年間の苦心の後に,ナタ豆の希アセトン抽出液の中にウレアーゼの結晶を発見したのは,1926年(大正15年)4月29日の朝であったと記録されている.彼はこの正八面体の結晶性単純タンパク質こそが尿素の加水分解という触媒作用を示す本体,すなわちウレアーゼそのものであると主張したが,複雑な生命現象の素因子がそんな単純なアミノ酸の共重合体であるはずはないと信じる一派の人々の受け入れるところとならず,Sumnerの得た結晶はウレアーゼという酵素の担体タンパク質の結晶であって酵素そのものではないという,今日からみれば珍妙な議論さえなされたのであった.やがて数多くの結晶酵素の単離同定とともに,このような観念論は駆逐されてしまうのであるが,これら一連の歴史は,酵素が物質として取り扱われるまでにいかに長年月を要したかを物語っている.

総論

1.酵素的分析法

著者: 北村元仕

ページ範囲:P.1166 - P.1179

はじめに
 酵素的分析法とは,その名の示すように酵素を試薬として用い,酵素反応を利用して目的物質を定量する技術である.酵素は本来生体化学成分の代謝を特異的につかさどるものであるから,原理的にはあらゆる生体成分を酵素的に測定することが可能である.事実,現在では既に200種類に達する生体成分の酵素的分析法が確立されており1),化学物質のほかにも生体液中の極めて多種の酵素活性が酵素的に測定されるようになっている.
 今日,酵素的測定法と称されるものはしかしながら物質,すなわち基質濃度の測定に限定される場合が多い.すなわち血清コレステロールや中性脂肪の酵素的分析法がこの数年間に驚くべき勢で普及し,更にリン脂質やアンモニア測定などへと従来極めて実施の困難であった臨床検査を一挙に一段階の簡便法として発展させた.それらの原因が,正に酵素反応の持つ特異的,温和,安全な特性からもたらされたものであったことから,酵素的分析法(enzymatic analysis)として衆目を集め,現在では"酵素法"という略語までが一般化した.はじめからこのような技術が一分野を画していたわけでは全くないのだけれども,改めてその歩みを振り返ってみれば,ウレアーゼによる血液尿素窒素の測定から,コレステロールオキシダーゼ法に至る60年の道のりをたどることができるだろう.

2.酵素試薬の扱い方

著者: 村地孝

ページ範囲:P.1180 - P.1184

はじめに
 どのような分析法でも,その実施者は分析法の原理や試薬の反応性などについて基礎知識を持っていなければならない.酵素を利用した臨床化学分析もその例外ではない.それどころか,ここでは酵素という触媒を試薬として用いるという特殊な事情があるので,酵素についての一般的な知織の習得も必要とされるのである.
 また酵素的分析法はまだ発展途上にあるので,日常検査に携わる技術者が,自ら新しい方法を考案したり,あるいは既にある方法をかなり大幅に改良したりする機会が多い.このようなときに,単に個々の反応系だけでなく,酵素と酵素反応一般に思いをいたして,根本的に考察しなおさなければならない場合も多いと思われる.

酵素利用技術

1.酵素の固定化と臨床化学分析への応用

著者: 高阪彰

ページ範囲:P.1186 - P.1202

はじめに
 我々が日常の臨床化学検査で酵素を試薬として利用していて感ずることは,値段が高いこと,安定性に欠けるので保存のためには温熱,pHなど細かい点に注意を払う必要があること,測定時に共存物質の影響を受けやすいことなどがある.もちろん,酵素には他の化学試薬の持っていない優れた利点,例えば高い基質特異性,温和な条件下での反応加速性などがあるからこそ,これだけ酵素的測定法が日常検査に応用されるようになったのであるが,上に述べた酵素の持つ欠点を少しでも取り除くことができたらとの願望は,だれしもが抱くことであろう.固定化酵素の臨床検査への応用は,このような背景の中から生まれてきたものであり,酵素の最大の特性である触媒活性を最大限に利用することにより,通常の使用形態である液性酵素(溶液状酵素)にみられる問題点を解消することを目的とするものである.
 1916年にNelsonとGriffinは,インベルターゼを活性炭に吸着させると,活性が長期にわたって保持されるので,繰り返し測定が可能であるとの報告をしているが,酵素の有効利用を目的とした固定化酵素の研究は,1950年代まではほとんど行われていない.1960年代には,工業的応用を目的とした研究が多く,1970年代に入ってからは,酵素工学の中心的課題として,基礎的なものと応用的なものとがからみ合って急速な発展を遂げつつある.

2.半定量・定量用酵素試験紙

著者: 奥田清

ページ範囲:P.1203 - P.1218

はじめに
 いわゆるdip and read方式の尿試験紙の発明は,尿検査法に大きな変革をもたらしたことはここで述べるまでもない.そして更に,この試験紙ストリップの多項目化は,自動分析装置のマルチチャンネル化,あるいは計量診断学なる概念の評価とあいまって,診断作法の体系を従来の問診→診察→検査項目の選択→……という直列的なものから,臨床検査を理学的診断法と同列に行い,より多くの臨床情報によって診断を進める併列思考型の診断学へ,その体系を変革させつつあると言えよう.もちろん,この診断体系の変革は現在流動的であるが,近い将来一定の評価を受けるであろう.
 試験紙による分析方式は簡易検査法の一つの理想的な方式と考えられ,従来のセルロース(濾紙)を基材としたものから,プラスチック板,後述するごとき多重積層フィルムを用いたものが実用化され,更にはガラス線維など,他の各種の含浸基材にもその適用範囲は広がっていくであろう.また,反応操作型式は尿,血清あるいは唾液などの体液用のdip and read方式のものや,全血用のdip, wipe and read方式のもの,更にはユニグラフに代表される変則的なペーパークロマトグラフィー方式のものなど,この面でも多様化しつつあり,従来から有機化学のある分野など一部で用いられていたいわゆるスポットテストなどとともに,一つの分析体系を形成する可能性もある.

3.エンザイムイムノアッセイ

著者: 宮井潔

ページ範囲:P.1219 - P.1229

はじめに
 優れた測定法が開発されると,臨床検査の分野においては飛躍的な発展が期待されるのは言うまでもない.ここで優れた測定法とは,①特異性,②高感度,③良好な再現性,④簡易・迅速性,⑤普遍性などが要求される.その点1959年にBersonとYalowが開発したラジオイムノアッセイ(radioimmunoassay, RIA)は,抗原抗体反応の特異性を利用し,マーカーとして微量測定が可能なラジオアイソトープ(radioisotope, RI)を用いているため,このような諸条件を満足する優れた測定法であった.
 ところが本法にも欠点があり,それは,①RIが減衰するため長期間使用できない,②RI測定用の特殊機器が必要である,③公害防止のためRI汚染物の廃棄が制限されるなどで,特に国土の狭隘な本邦では③が大きな社会問題となっている.ところでこの欠点の主原因はRIを用いていることにある.

定量法各論

1.グルコース

著者: 三輪一智 ,   豊田行康 ,   奥田潤

ページ範囲:P.1232 - P.1261

はじめに
 臨床化学検査におけるグルコースの測定は,糖尿病その他の疾患の診断・治療に欠くことのできない検査であり,またD-グルコースはすべての動植物,微生物に含まれ,我々にとって必須の栄養素であることからこれまでに数多くの測定法が開発・改良され,使用されてきた.近年,酵素反応の特異性と温和な反応条件が注目され,グルコースオキシダーゼやヘキソキナーゼなどを用いる酵素的グルコース測定法が臨床化学検査に取り入れられ,その有用性が広く認められてきている.
 本章においてはグルコースの酵素的定量法について,その種類別に測定原理を概説し,それらの問題点について述べるとともに,特に重要な測定法については詳しい説明を加えた.

2.コレステロール及びエステル

著者: 亀野靖郎

ページ範囲:P.1262 - P.1272

はじめに
 1972年Richmondはコレステロールに対する酸化酵素を精製し,血清コレステロールの定量法への可能性について報告して以来,従来の化学的呈色反応による方法に比して,その有用性が注目された.更に1974年にはAllainらによってコレステロールエステルに対する加水分解酵素を共役させ,コレステロールエステル,総コレステロールの定量が可能となり酵素法による定量法が急速に普及し,今日に至っている.
 ここでは,現在用いられている各種の測定法のうち,我が国において開発された酵素による測定法について,酵素の特性,定量法の考え方,その特徴などについて記述する.

3.尿素

著者: 田畑勝好

ページ範囲:P.1273 - P.1285

はじめに
 尿素はタンパク質の代謝終末産物のうちの一つである.食物中のタンパク質は消化管で加水分解されてアミノ酸になり,血管を経て肝臓に運ばれる.ここでアミノ酸の一部はアルブミンやグロブリンなどの血液タンパク質に合成され,残りは肝臓以外の組織に運ばれてタンパク質に合成される.不用になったアミノ酸は脱アミノ化されてアンモニアが生じ,その一部はカルバミルリン酸シンターゼによって,二酸化炭素とATPと反応してカルバミルリン酸が合成される.カルバミルリン酸はオルニチントランスカルバミラーゼによってオルニチンと反応して,シトルリンを生成する.
 これより尿素サイクルに入り,アルギニノコハク酸を経てアルギニンができる.アルギニンはアルギナーゼの作用でオルニチンと尿素に不可逆的に加水分解され,尿素サイクルは尿素生成の向きにだけ進行するから,いったん尿素生成に使用された窒素は再利用されない.アルギナーゼは肝臓に存在するので,尿素合成は主として肝臓で行われ,その他脳や腎臓でもいくらか合成される.生成された尿素は血液中に入り,腎臓から尿に排泄される.その量は小児8g,成人15〜30gと言われている.尿素は細胞膜を自由に通過することができるから,どこの体液でもその濃度はほとんど同じである.

4.尿酸

著者: 影山信雄 ,   中根清司

ページ範囲:P.1286 - P.1303

はじめに
 尿酸の測定は,1890年にOfferがアルカリ性下でリンタングステン酸を尿酸が還元して,タングステン青を生ずることを見いだし,この反応を1912年にFolinとDenisが血中の尿酸定量に初めて導入したことにより始まった.以来,現在までに数多くの尿酸測定法の考案・改良がなされてきたが,これらの尿酸測定法は,原理別に大きく還元法と尿酸分解酵素を用いた酵素法に分けられる.

5.中性脂肪

著者: 仁科甫啓

ページ範囲:P.1304 - P.1313

はじめに
 脂質分析の中で最初に酵素を用いた測定法が導入されたのはトリグリセリド(TG),すなわち中性脂肪であった.TGの酵素法は1960年後半に,既にEggsteinら1)によって提唱されたもので,まず血清TGをアルカリで加水分解し,得られたグリセロールに酵素であるグリセロールキナーゼ(GK)と補酵素のATPを,更に幾つかの酵素と共役させて,NADHの吸光度の減少を紫外部吸収(UV)で測定するものであった.同じ原理に基づく市販キットも前後して登場したが,化学的測定法に比べやや感度が低かったり,また用いる酵素が当時としては極めて高価であったため,日常検査として余り利用されなかった.しかしこの術式は正確度の点ではほぼ満足するものであり,現在でもTGの標準法の一つとして考えられている.
 酵素法が登場してきた当初,酵素は動物由来のものが主であったが,最近ではこれらの酵素に加え,酵母や細菌からも容易にかつ安価に得られるようになり,それらの酵素を用いての幾つかの測定法が提唱され,実際に迅速化,微量化,簡便化が図られてきている.1977年度の医師会のサーベイ結果でも,TGの酵素法は測定法全体の80%にもなろうとしているが,これには市販キットの寄与が大きい.

6.リン脂質

著者: 野間昭夫

ページ範囲:P.1314 - P.1321

はじめに
 他の血清脂質に比し,リン脂質は測定法の煩雑さと,その臨床的意義が不明な点が多いことより立ち遅れているが,近年酵素的測定法の開発により急速に普及しつつあり,データの集積によってその臨床的意義の解明も進んでくるであろう.
 リン脂質は脂肪酸,グリセロール,リン酸残基及び含窒素化合物(コリン,エタノールアミン,セリン,その他)などより成るグリセロリン脂質と,スフィンゴシンまたはその類似物質に脂肪酸が結合し,更にリン酸残基及び種々の物質が結合したスフィンゴリン脂質に大別され,その構造は図のごとくである.リン脂質は脂肪酸などの非極性(疎水性)部分とリン酸基及び塩基の極性(親水性)部分を有しており,この構造上の特徴がリン脂質の機能及び生体内での役割に大きく関与している.生体内のリン脂質はほとんどすべてタンパクと結合して存在し,特に重要なことは,コレステロールとともにタンパクと結合して生体内の種々の膜構造(細胞膜,ミトコンドリア,ミクロソームなど)を形成している.この際,リン脂質中の脂肪酸の飽和度が膜の透過性や流動性に関与する.また細胞内小器官の特異的な機能とも密接な関連を持ち,代謝物質の細胞内外への輸送,膜酵素の活性発現などに関係している.

7.アンモニア

著者: 横手保治 ,   安井浩 ,   渡辺克之 ,   林忠寿

ページ範囲:P.1322 - P.1330

はじめに
 血液中のアンモニアの源泉は,アンモニウム塩として腸管から吸収されたものと,アミノ酸転移酵素とグルタミン酸脱水素酵素の共役反応で産生されたもの,及び体細胞でアミノ酸から直接離脱したものなどである.
 遊離アンモニアは門脈を経て肝に運ばれ,毒性の低い尿素に変換された後,腎臓より排泄され,一部はグルタミンなどのアミドの形で処理される.したがって,健常者の血中及び組織中の遊離アンモニアは,極めて低いレベルに保たれている.更に,遊離アンモニアは血液中で次のようになっており,99.9%以上がNH4の形で存在している.

8.クレアチニン

著者: 鶴大典

ページ範囲:P.1331 - P.1338

はじめに
 アルカリ性ピクリン酸を用いるJaffe法は操作が簡単で,発色度も比較的大きいという特徴から,現在クレアチニンの測定に広く利用されている.しかしこの発色はクレアチニンに特異的な反応でないという欠点がある.またクレアチニンの血中濃度をこの方法で測定する場合,血清を除タンパク処理する必要がある.この欠点を除くためにまず考えられるのは,特異性の高い酵素を利用する分析法であり,既に1937年Millerらは血清クレアチニンを正確に測定するために微生物の生産する酵素を導入することを試みている.
 筆者らは血清及び尿のクレアチニンとクレアチンを酵素的に分別定量することを意図して,数年前より微生物酵素の研究を進めてきたが,最近民間企業の協力を得て一応の分析条件を設定し,酵素法用のキットを調製しうるまでに至ったので,以下関与する酵素の概略と我々の方法で得た結果を中心にして酵素分析法の実際について述べる.

9.無機リン,重炭酸,クエン酸,アミノ酸

著者: 溝口香代子

ページ範囲:P.1339 - P.1344

はじめに
 酵素を用いた臨床化学分析は,①緩和な反応条件で分析できること,②酵素の特異性の高さは共存系の分析に適しており,操作手順が簡略化できること,③これらの特徴はそのまま検査の自動化の条件を満たすこと,などの理由で,臨床化学分析の主流となりつつある.更に,試薬としての各種酵素標品の製造における日本の微生物界の貢献は目覚ましく,いろいろの性質を異にする酵素の供給がなされるようになっていることが,世界でも類を見ないほどの酵素的測定法の普及となったものと思われる.本稿では,いまだ日常検査として取り入れられてはいないが,酵素的測定法として実用性があると考えられる項目で,その測定原理の応用性が広いと思われるものについて,比較的新しい報告を中心に測定法をまとめてみた.

資料

市販酵素一覧

著者: 高阪彰 ,   浅井正樹

ページ範囲:P.1345 - P.1353

 日常の臨床検査の中で酵素を試薬として用いることが多くなった.しかし実際には自分の使用している酵素の起源,純度,その他の諸特性を知ることは困難なことが多い.
 この「市販酵素一覧」は単品またはバルクとして臨床検査の領域で広く使用されている酵素の主たるものを,酵素メーカーまたは販売会社からの資料に基づいて整理したものである.記載もれや記入上の不備も多々あろうかと思うが,メーカーとユーザーの一つの接点としてご利用いただければ幸いである.

海外の学会から

第30回アメリカ臨床化学会年次学会

著者: 𠮷野二男

ページ範囲:P.1202 - P.1202

 1978年7月23日から28日までサンフランシスコにおいて,30th Annual National Meeting of Ameri-can Association for Clinical Chemists (30th AACC '78)が開催された.会場の中心は同市の市民ホールであり,その前は広場になっていて向かいには日米講和条約を結んだ建物があり,左手には市役所がある.広場の地下は催し物用の場所でそこで機械,試薬の展示が行われた.
 開会式は大ホールで,雲の中にその橋柱を出した金門橋を写した映画によって始まり,ノーベル賞受賞者のYalow, R.S.によるラジオイムノアッセイの講演があった.学会は午前中は特別講演,シンポジウムなどが行われ,そのほかに朝7時から朝食をとりながらのラウンドテーブルディスカッションが行われている.午後は各会場に分かれて約380の演題の発表が,大ホールを囲む50名から200名ぐらい入る小会場で行われ,時間を守った運営はみごとで,"もう少し","もうちょっと"などと言って時間を無視するような演者はなく,座長も時間をきちんと守って進行させていくのは気持が良かった.演題発表の時間には2時45分から1時間の休憩があり,展示場へと追記してあるのはこの時間に展示を見よというのであろう.

ホルモン・薬物の酵素イムノアッセイの国際シンポジウム(西独)

著者: 辻章夫

ページ範囲:P.1230 - P.1230

 7月10,11日の2日間西独のドナウ河沿いの緑に囲まれた美しいUlmの町の郊外にあるUlm大学において,表記の国際学会が開催された.ヨーロッパ各国はじめ米国,カナダ,インド,イスラエル,日本などから約300人の研究者が参加した.演題は36で,いずれも20分の講演で特別講演はなかった.エンザイムイムノアッセイ(EIA)が研究され始めてから数年になるが,はじめは感度も精度も悪く,ラジオイムノアッセイ(RIA)に代わる技術となりうるかどうか疑問視されていたが,本シンポジウムではEIAがホルモンや薬物の微量分析法としての地位を完全に確立したことが示された.
 我が国でも使用され始めたSyvaのHomogeneousEIAについて幾多の臨床例が報告され,Dr.SnyderによりT4からT3,更にステロイド(コーチゾール,エストリオールなど)のHomogeneous EIAの開発が進んでいることが報告された.新しいHomogeneous EIAとして,MilesとWeizman研究所のグループにより,補酵素を用い酵素サイクリング法によるEIAが発表された.また,Milesのグループはβ-ガラクトース-螢光色素-ハプテン結合体を用い,抗体がハプテンに結合すると酵素によるガラクトースと螢光色素の水解が阻害されることに基づく新しい方式を発表した.

第10回国際臨床化学会議(メキシコ)

著者: 戸谷誠之

ページ範囲:P.1338 - P.1338

 2月末にメキシコで開催された第10回国際臨床化学会議は,今年の臨床化学における重要な行事として列記される.しかし,その学会記については多くの方が記事を書かれたので省略することとし,本稿では臨床酵素学に関係する話題について報告する.
 酵素的測定法による血清成分の分析法として過酸化と素を発生させる方法は多い.例えばグルコース,尿酸,総コレステロールなどについて知られている.この方法は最終反応を可視部測定に安定に導びくことが可能である.ところでMasureker(米国)らはトリグリセリドについてもこの反応系による測定法に成功した.彼らはStreptococcus faeciumの膜からL-α-グリセロリン酸酸化酵素の精製法を確立した.トリグリセリドはリパーゼ,グリセロキナーゼ処理によりグリセロール-1-リン酸水なる.これを先の酵素によりジヒドロキシアセトンを過酸化酸素へと導びく.この方法はEsders (米国)らによりMultilayer coating film systemの一環として使用されると報告した.

市販酵素標品便覧

ページ範囲:P.1355 - P.1372

栄研化学㈱……1356
㈱カイノス……1358

基本情報

臨床検査

出版社:株式会社医学書院

電子版ISSN 1882-1367

印刷版ISSN 0485-1420

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