两种纳豆激酶活性测定方法对比及相关性分析
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作者简介:杨明俊(1979-),男(汉),硕士研究生,研究方向:微生物药物学。
*通讯作者
杨明俊1,杨晓彤1,*,冯慧琴1,糜可1,杨庆尧2
(1.上海师范大学微生物与免疫学研究所,上海200234;2.上海杨杨百草研究所,上海200234)
两种纳豆激酶活性测定方法对比及相关性分析
摘
要:从线性和精密度两个方面对纤维蛋白平板法和四肽底物法测定纳豆激酶活性的两种方法进行了比较研
究,并验证了两种方法测定值之间的直线相关性。
结果表明:纤维蛋白平板法和四肽底物法分别在10.77IU/mL ̄80.73IU/mL和0.03U/mL ̄0.09U/mL浓度范围内呈线性,且日间和日内变异系数均小于10%。
两者结果具有直线相关性,其关系为纤维蛋白平板法测定值(IU)=264.87×四肽底物法测定值(U)-19.633,(R2=0.9942)。
结论:纤维蛋白平板法与四肽底物法均能用于纳豆激酶活性测定,前者测定结果直接,但四肽底物法更灵敏,还可应用于高通量筛选。
关键词:纳豆激酶;纤维蛋白平板法;四肽底物法
ACOMPARISONANDCORRELATIONSTUDYOFTWOMETHODSFORNATTOKINASEACTIVITYDETECTION
YANGMing-jun1,YANGXiao-tong1,*,FENGHui-qin1,MIKe1,YANGQing-yao2
(1.Instituteofmicrobiology&Immunology,ShanghaiNormalUniversity,Shanghai200234,China;
2.ShanghaiYang’sHerbInstitute,Shanghai200234,China)
Abstract:Thisstudycomparedthelinearityandprecisionoffibrinplate(FP)methodwithtetra-peptide(Suc-Ala-Ala-Pro-Phe-pNA)substrate(SS)method,andtheirresults’correspondencywasalsoinvestigated.Re-sultsshowedthat:Theactivitylinearrangeswere10.77IU/mL ̄80.73IU/mLforFPmethodand0.03U/mL ̄0.09U/mLforSSmethodrespectively,whilebothCVswerelessthan10%inwithin-dayandday-to-daytests.Thetworesultsshowedagoodlinearcorrelationandcouldbeconvertedas:FPvalues(IU)=264.87×SSvalues(U)-19.633,(R2=0.9942).Therefore:fibrinplatemethodandtetra-peptidesubstrate(SS)methodarebothap-plicablefordetectingNattokinaseactivity.TheresultfromFPmethodcandirectlyreflectnattokinase’sthrom-bolyticactivityandthetetra-peptidesubstratemethodhastheadvantageforfast,sensitiveandhigh-throughputscreening.
Keywords:nattokinase;fibrinplatemethod;tetra-peptidesubstratemethod纳豆(Natto)是日本的传统发酵食品,以大豆为原料由纳豆芽孢杆菌(Bacillussubtilisvar.natto)发酵而成,其风味独特、营养丰富。
纳豆激酶(Nattokinase,NK)是纳豆中的一种丝氨酸蛋白酶,具有较强纤溶活性,因此常食纳豆可减少血管栓塞的危险,有益于老年性心血管疾病的预防[1]。
纳豆激酶的活性反映了纳豆的保健功效,因此活性测定是纳豆研究和质量控制中必需也是关键的技术之一。
纳豆激酶活性测定方法常见的有纤维蛋白平板法[2]、
纤维蛋白块溶解时间法[3]、四肽底物法[4]、酶联免疫吸附法[5]和血清板法[6]等,其中使用得较多的是纤维蛋
白平板法,即根据纳豆激酶将纤维蛋白平板内纤维蛋白(Fibrin)水解而形成透明圈的原理,利用透明圈面积计算纳豆激酶纤溶活性。
该测定法的优点是结果比较直观,但由于所用试剂为生物制品,批次差异大,实验操作复杂,实验过程耗时,难以进行大批量样品高通量筛选。
已知纳豆激酶对Suc-Ala-Ala-Pro-Phe-pNA最为敏感[7],可以将该底物水解生成对硝基苯胺(p-NA)而使溶液呈黄色,根据单位时间内对硝基苯胺的释放量计算酶的活性。
此法底物为人工合成的小肽,品质容易控制,操作便捷,特别是可以进行大批样品的高通量筛选。
但其测定的纳豆激酶活性与纤溶活性的相关性一直未经验证,用于纳豆激酶测定的具体条件也未见报道。
本研究分别用纤维蛋白平板法和四肽底物法测
图1
尿激酶活性标准曲线
Fig.1StandardcurveofUrokinaseactivity
定了纳豆激酶的活性,研究了与纤维蛋白平板法结果的相关性,并初步建立了纳豆激酶四肽底物测定法的具
体条件。
1材料与方法1.1材料和主要仪器
纳豆激酶粗酶提取冻干粉:由上海杨杨百草研究所提供;尿激酶标准品(690IU/支):中国药品生物制品检定所;牛纤维蛋白原(72mg可凝蛋白/支):中国药品生物制品检定所;牛凝血酶(190BP单位/支):中国药品生物制品检定所;琼脂糖:上海东海制药厂;四肽底物(L-1400,Suc-Ala-Ala-Pro-Phe-pNA):Bachem公司;对硝基苯胺:上海试剂三厂。
Model680型酶标仪:Bio-Bad公司;GSP-9160MBE隔水式恒温培养箱:上海博迅实业有限公司;DK-S24型电热恒温水浴锅:上海精宏实验设备有限公司。
1.2方法
1.2.1纤维蛋白平板法
首先用2%(w/v)牛纤维蛋白原巴比妥-氯化钠(pH7.8)溶液5mL;10%(w/v)琼脂糖生理盐水溶液
5mL;200BP单位/mL牛凝血酶溶液25mL制成纤维蛋白平板。
用巴比妥-氯化钠缓冲液配制100IU/mL尿激酶标准品溶液并稀释成80IU/mL、60IU/mL、40IU/mL、
20IU/mL和10IU/mL的浓度梯度,然后各取10mL滴加到纤维蛋白平板上,37℃条件下孵育18h后测量形成透明圈两条相互垂直的直径,并计算其面积。
以尿激酶活力单位的对数值为横坐标,透明圈面积的对数值为纵坐标,绘制标准曲线。
样品溶液形成的透明圈按同样的方法测定,并计算透明圈面积的对数值,根据标准曲线以尿激酶活力单位表示其纤溶活性。
1.2.1.2纤维蛋白平板法的线性
以巴比妥-氯化钠缓冲液配制浓度分别为30mg/mL、
24mg/mL、18mg/mL、12mg/mL和6mg/mL的样品溶液,同法滴加在纤维蛋白平板上,测量透明圈的面积,每浓度重复5次取平均值,以SPSS10.0对样品溶液浓度与相应透明圈面积的关系进行直线回归分析。
1.2.1.3纤维蛋白平板法的精密度
分别取各浓度的样品溶液滴加在纤维蛋白平板上,测量透明圈的面积,日内和日间各重复3次,以变异系数(CV)表示测定值批次间的差异。
1.2.2四肽底物法
用Tris-CaCl2缓冲液(0.1mol/LTris,0.01mol/LCaCl2,
pH8.0)配制1mmol/L的四肽底物溶液。
37℃条件下,分
别取50mL不同浓度的样品溶液加入细胞培养孔中,再同时加入50mL四肽底物溶液,振荡混匀,以415
nm为测定波长550nm为参比波长,用酶标仪测定1min内酶促反应速度
(mOD/min)。
以对硝基苯胺标准溶液的浓度为横坐标,以吸光值为纵坐标作出标准曲线。
根据标准曲线得到样品水解四肽底物生成对硝基苯胺的物质量。
活力单位定义为,37℃条件下,1min时间内1mL反应体系中,水解四肽底物生成1mmol对硝基苯胺的酶活力为1U。
1.2.2.1四肽底物法的线性
以Tris-CaCl2缓冲液配制浓度分别为7.5mg/mL、
6mg/mL、4.5mg/mL、3mg/mL和1.5mg/mL的样品溶液,同法测酶促反应的速度,重复5次取平均值,以
SPSS10.0对样品溶液的浓度与相应酶促反应速度的关系进行直线回归分析。
1.2.2.2四肽底物法的精密度
分别取各浓度的样品溶液测酶促反应的速度,日内和日间各重复3次,以变异系数表示测定值批次间的差异。
1.2.3纤维蛋白平板法和四肽底物法测定值的相关性
在30mg/mL、24mg/mL、18mg/mL、12mg/mL和
6mg/mL浓度梯度下,分别以纤维蛋白平板法和四肽底物法测定样品溶液的活性,以SPSS10.0对测定的结果进行相关性分析。
2结果与分析2.1纤维蛋白平板法2.1.1尿激酶标准曲线
尿激酶标准溶液的活力单位与其形成透明圈面积的关系见图1。
在10IU/mL ̄100IU/mL浓度范围内,尿激酶活力单位的对数值与透明圈面积的对数值呈线性关系,
Y=0.4056X-0.4749,R2=0.9902。
图2样品溶液浓度对数值与透明圈面积对数值的线性关系
Fig.2Thelinearcorrelationbetweenlogarithmvalueofsample
concentrationandlyticcirclearea
图3对硝基苯胺溶液吸光值的标准曲线
Fig.3Standardcurvesofp-nitroanilineabsorbency
图4
样品溶液浓度与反应速度的关系
Fig.4Thecorrelationbetweenofsampleconcentrationand
reactionvelocity
2.1.2纤维蛋白平板法的线性
以样品溶液浓度的对数值与透明圈面积的对数值作图,发现样品溶液不同浓度的对数值与相应透明圈面积的对数值呈线性关系,Y=0.5112X-0.4423,
R2=0.9902。
以SPSS10.0进行直线回归分析可见:显著性概率小于1%,二者之间有极显著的直线回归关系,见表1。
2.1.3纤维蛋白平板法的精密度
各浓度的样品溶液在日内和日间分别重复3次测定,其结果见表2。
由表2可见,在日间和日内各进行3次实验其变异系数均小于10%,显示该方法具有较高的精密度,符合生物样品的测定要求。
在测定浓度范围内,随着样品溶液活性的升高变异系数明显降低。
在日间和日内进行测定具有相似变异系数的结
果,显示该方法具有较高的精密度和批次稳定性。
该法在低浓度时变异系数较高的原因可能由于样品溶液形成的透明圈的边界比较模糊容易引起测量误差,因为低浓度的样品溶液在形成的透明圈较小,该误差对测定结果的影响也就更加明显。
因此,在以该法进行测定时,应调整样品溶液的浓度使其活性不低于10IU/mL。
2.2四肽底物法2.2.1吸光值标准曲线
该法采用的参考物质对硝基苯胺标准溶液的浓度与其吸光值的关系见图3。
在0.04mmol/L ̄2mmol/L浓度范围内,对硝基苯胺标准溶液的浓度与其吸光值呈线性关系Y=1.6466
X+0.0212,R2=0.9996。
2.2.2四肽底物法的线性
以样品溶液的浓度与相应酶促反应速度作图见图4,由图4可知,样品溶液的浓度与相应酶促反应的速度呈线性关系,Y=17.973X+44.45,R2=0.9824。
以SPSS10.0进行直线回归分析可见:显著性概率小于1%,二者之间有极显著的直线回归关系,见表3。
表1
样品溶液浓度对数值与透明圈面积对数值的回归关系
Table1
Regressionrelationofsampleconcentrationlogarithm
valueandlyticcirclearea
SS0.3020.0030.305
df134
MS0.3020.001
F303.141
Sig0
变异来源Sourceofvariation回归Regression残差Residual
总变异Totalvariation
日内Within-day日间Day-to-day透明圈面积平均值/cm2
Meanoflyticcirclearea/cm2
0.861.311.611.832.00
变异系数/%
CV/%6.282.182.381.931.20透明圈面积平均值/cm2
Meanoflyticcirclearea/cm2
0.871.351.651.841.98
变异系数/%
CV/%6.413.462.391.411.70
表2
纤维蛋白平板法的精密度分析结果
Table2Precisiontestresultsoffibrinplatemethod
样品溶液浓度/(mg/mL)
Concentration/(mg/mL)
6.0012.0018.0024.0030.00
日内Within-day
日间Day-to-day
df134
变异来源Sourceofvariation回归Regression残差Residual总变异TotalvariationSS7290.000138.8007428.800MS7290.00046.267F157.565Sig.0.001表3
样品稀释度与酶促反应速度的回归关系
Table3Regressionrelationofsampledilutionandenzyme
reactionvelocity2.2.3四肽底物法的精密度
各浓度的样品溶液在日内和日间分别重复3次测定,其结果如表4。
由表4可见,在日间和日内各进行3次实验其变异系数均小于10%,显示该方法具有较高的精密度,符合生物样品的测定要求。
在测定浓度范围内,随着样品溶液活性的升高变异系数明显降低。
当样品溶液浓度较低时,酶促反应产物的变化量不能被酶标仪准确读取;当样品溶液的浓度较高时,反应体系内的底物在极短时间内被耗尽,酶促反应进入混合级,引起测定结果的误差比较明显。
在此反应体系内,适当调整样品溶液的浓度使其活性不低于0.03U/mL。
2.3纤维蛋白平板法和四肽底物法测定值的相关性
在相同浓度梯度条件下,将四肽底物法与纤维蛋白平板法所测定的结果以SPSS10.0进行相关性统计学分析,呈极显著的正相关关系(R2=0.9942,P<0.01)。
可见四肽底物法测得的数值可以表示纳豆激酶的纤溶活性,二者之间的关系为:纤维蛋白平板法测定值(IU)=264.87×四肽底物法测定值(U)-19.633。
3小结
近年纳豆激酶因具有口服溶栓作用而备受关注。
目前纳豆激酶活性的测定大多为测定其溶栓作用,如纤维蛋白平板法[2]、纤维蛋白块溶解时间法[3]等,通过参考尿激酶标准品来定出活性。
这些方法直观,但难以进行大批量样品的高通量筛选。
四肽底物法则可进行高通量筛选,且实验操作简便、快速,但因为该法并非直接测定溶栓活性,而是测定其酰胺水解活性,其测定结果是否可代表纳豆激酶的溶栓作用一直受到质疑[8]。
本研究用纤维蛋白平板法和四肽底物法分别测定了纳豆激酶样品溶液的活性,并研究了两种方法所得结果间的相关性。
结果显示,用两种不同方法测定所得的结果之间呈极显著的正相关关系(R2=0.9942,P<0.01),因此四肽底物法完全可作为纳豆激酶活性的测定方法,二者之间的关系为:纤维蛋白平板法测定值(IU)=264.87×
四肽底物法测定值(U)-19.633。
精密度实验结果显示,纤维蛋白平板法精确测定的活性范围不宜低于10IU/mL,而四肽底物法精确测定的最低活性约相当于2.5IU/mL。
可见,四肽低物法的灵敏度要明显高于纤维蛋白平板法。
纤维蛋白平板法和四肽底物法测得的结果还表明,样品活性在分别在10.77IU/mL ̄80.73IU/mL和
0.03U/mL ̄0.09U/mL时,样品溶液浓度与活性间都具有极显著的直线回归关系,且日内与日间不同批次测定值的变异系数均小于10%,显示两种方法均具有较高的精密度。
总之,纤维蛋白平板法直接以尿激酶活性表示其测定值,适用于纳豆激酶的活性标定;而四肽底物法虽间接反映溶栓活性,但有简便、快捷、灵敏度高等优点,更适用于纳豆激酶的快速测定及发酵工艺、分离纯化等需要高通量筛选的分析。
致谢:本课题由上海杨杨百草研究所资助。
参考文献:
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表4
四肽底物法的精密度分析结果
Table4Precisiontestresultsoftetra-peptidesubstratemethod样品溶液
浓度/(mg/mL)
Concentration/(mg/mL)1.503.004.506.007.50反应速度平均值/(mOD/min)Meanofreactionvelocity/(mOD/min)68.47102.43129.50151.90169.50变异系数/%CV/%9.574.936.492.410.82反应速度平均值/(mOD/min)Meanofreactionvelocity/(mOD/min)
62.3799.93133.50159.07176.63
变异
系数/%CV/%7.625.995.571.723.39
作者简介:于见亮(1979-),男(汉),在读硕士研究生,主要从事肉类科学的研究。
*通讯作者:卢士玲(1976-),女,博士,讲师。
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收稿日期:2007-06-18
应用KDY-9820凯氏定氮仪测定羊肉中
挥发性盐基氮
摘要:应用KDY-9820凯氏定氮仪测定羊肉中挥发性盐基氮,通过与半微量定氮法对比及精密度实验,结果表明
KDY-9820全自动定氮仪能简便、
快速、准确地测定肉中的挥发性盐基氮。
关键词:KDY-9820凯氏定氮仪;挥发性盐基氮;羊肉;检测方法
DETERMINATIONOFTHETVB-NOFMUTTONBYKDY-9820TYPEAUTOMATICAZOTOMETER
YUJian-liang1,LIKai-xiong1,LUShi-ling1,*,HUANGChao2,PUJu-shuang2,ZENGXiao-hong2(1.FoodCollegeofShiheziUniversity,Shihezi832003,Xinjiang,China;2.LuXiangAnimalHusbandry
LimitedLiabilityCompanyofXinjiang,Tacheng834601,Xinjiang,China)
Abstract:TVB-NofmuttonwasanalysedbyKDY-9820typeautomaticazotometer,throughcomparedwithkjeldahlandstudiedtheprecision,accuracyandinaccuracyofKDY-9820typeautomaticazotometer.Asare-sultoftest,asimple,fastandaccurateanalysismethodisconfirmedfordeterminationofTVB-NofmeatbytheKDY-9820typeautomaticazotometer.
Keywords:KDY-9820typeautomaticazotometer;TVB-N;mutton;testingmethod于见亮1,李开雄1,卢士玲1,*,黄超2,蒲菊霜2,曾小红2
(1.石河子大学食品学院,新疆石河子832003;2.新疆绿翔牧业有限公司,新疆塔城834601)
挥发性盐基氮(TVB-N)能有效地反映肉的新鲜度,新鲜肉、次鲜肉、变质肉之间挥发性盐基氮的差异非常明显,并与感官变化一致,是评定肉的新鲜度变化的客观指标。
目前,通常采用半微量定氮法测定肉中的挥发性盐基氮,但该方法有操作过程繁琐、费时的缺点,其次在加样蒸馏时,碱的作用会使反应室内样液剧烈沸腾而发泡,带有氧化镁颗粒的泡沫往往会污染反应室顶部使其难以清洗。
自动定氮仪具有自动加液、蒸馏、吸收等功能,操作简单、省时快速、结果准确,被广泛应用于各类食品和饲料等的蛋白质测定,但应用在
肉中测挥发性盐基氮的报导较少,且尚无标准的测定方法。
本研究应用KDY-9820凯氏定氮仪测定羊肉中挥发性盐基氮含量,对测定处理条件进行探讨,从而建立适合于批量肉样品的挥发性盐基氮测定的一种快速而准确的检测方法。
1材料与方法1.1材料与仪器
材料:羊后腿瘦肉。
主要仪器为:KDY-9820凯氏定氮仪:北京通润源机电技术有限责任公司;AAR2140万分之一电子天平:美国奥豪斯公司;微量滴定管。
试剂:均为分析纯。
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