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JPS5889200A - Nad依存性コレステロール脱水素酵素を使用するコレステロールの定量法およびその定量用試薬 - Google Patents

Nad依存性コレステロール脱水素酵素を使用するコレステロールの定量法およびその定量用試薬

Info

Publication number
JPS5889200A
JPS5889200A JP56186184A JP18618481A JPS5889200A JP S5889200 A JPS5889200 A JP S5889200A JP 56186184 A JP56186184 A JP 56186184A JP 18618481 A JP18618481 A JP 18618481A JP S5889200 A JPS5889200 A JP S5889200A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
nad
cholesterol
nocardia
reagent
proteus
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.)
Granted
Application number
JP56186184A
Other languages
English (en)
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JPH0249720B2 (ja
Inventor
Tetsunori Akiba
秋葉 哲典
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.)
Amano Enzyme Inc
Original Assignee
Amano Pharmaceutical 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 Amano Pharmaceutical Co Ltd filed Critical Amano Pharmaceutical Co Ltd
Priority to JP56186184A priority Critical patent/JPS5889200A/ja
Publication of JPS5889200A publication Critical patent/JPS5889200A/ja
Publication of JPH0249720B2 publication Critical patent/JPH0249720B2/ja
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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】 本発明は、NAD[F]依存性コレステロール脱水素酵
素(Cholesterol dehydrogena
se :以下rNAD[F]−CDHJと略す)に関す
る。さらに詳しく説明すると、微生物を好気的条件下で
培養し、その菌体もしくは培養液から製造したNAD[
F]−CDI(を使用するコレステロールの定量法およ
びNAD[F]−CDHを含有するコレステロールの定
量用試薬に関する。ここでいうNAD[F]−CDHと
は、補酵素としてNADにコチンアミドアデニン、ジヌ
クレオチド)、NADPにコチンアミドアデニン、ジヌ
クレオチドリン酸)を要求し、電子供与体(コレステロ
ール)から水素をうばい、電子受容体(NAD又はNA
DP)に付加する反応を触媒する酩素をいう。
従来好気性微生物が、コレステロールオキシダーゼ、コ
レステロールオキシダ−ゼを生産することは既に知られ
ている。またノカルジア・エリスロポリスがコレステロ
ールの酸化を触媒する間・素を生産するとの報告(An
n、 cl in、 Biochem、 。
員 10巻、79号ト、1973年)がある。この酵素の場
合は、NAD[F]への依存性は認められない。また、
チリウム・ステロリカム(特装*昭48 1190)に
ついても同様のことがいえる。さらには、絶対嫌気性微
生物である、オイバクテリウムsp。
ATCC21408がNAD(P)−CDHを生産する
との報告(特開昭53−56090)も廿が、酵素学的
性質等の記載はほとんどなされていないばかりか、NA
D(P)依存性の記載があるにもかかわらず、NAD(
P)の存在なしにも反応が進行する例が記載されている
。したがってこの酵素は、本発明でいうステロールオキ
シダーゼを使用する方法が広く用いられているが、発色
系に導くためにパーオキシダーゼ等が必要であり、操作
が繁雑である。しかも血中のビリルビン、アスコルビン
酸等により影響をうけ、これにより誤差が生じやすいと
いう欠点を有している。コレステロールの定量において
、NAD[F]の存在なしには反応が進行しないNAD
[F]−CDHを用い、下記反応式に示される反応によ
り生ずるN A D(PIHを直接光度計で測定できれ
ば、操作が簡単であり、前記のコレステロールオキシダ
ーゼを用いる方法の種々の問題も解決される。
コレステロール+NAD[F]=コレステノン+NAD
■H 本発明者等は、上記反応に適した酵素すなわち、コレス
テロールに特異性が高(、NAD■依存性である脱水素
酵素を広く自然界に求めたところ、意外にも好気的条件
下に生育する微生物が、著量のNAD(P)−CDHを
生産することを見い出した。
ネスsp、Nn 4 (Alcaligenes sp
、Na 4 )およびプロテウス−ブルガリX IAM
1025 (Proteusvulgaris IAM
1025)が例示される。
次にノカルジアsp4.ci1 およびアルカリゲネス
Hp−Nn4の菌学的性質を以下に述べる。
(1)ノカルジアsp、嵐ch2−1 キ(Nocardia sp、 !’!1ch2 1 
)の菌学的性質に生育し分岐を生する。その後、不規則
な分断が生じ細胞は、桿菌状となる。大きさは0.8〜
1゜0μ×1.5〜4.0μ位である。
気菌糸を形成せず胞子のう胞子も形成しない。
2)ダラム染色性二陽性 3)抗酸性:陽性 4)運動性:無し 0 化学的組成分析 ジアミノピメリン酸、グリシンは含まない。
(Q 各培地における生育状態 1)肉汁寒天平板培地=30°Cで4日培養後、直径0
.5〜1.Qmmの円形コロニーを形成する。。周辺は
金縁もしくは、波状である。
表面、は平滑で半球状であり、中心部が凸状に隆起する
場合もある。色調は薄いクリーム色で不透明である。培
地中に色素は出さない。
2)シ、−クロース硝酸塩寒天培地 生育中程度で集落の色は白色ないし薄クリーム色である
。水溶性色素は出さない。
3)グルコース・アスパラギン寒天培地生育中程度で集
落の色はクリーム色である。水溶性色素は出さない。 
    −4)グリセリン・アスパラギン寒天培地生育
中程度で集落の色は泊色ないし薄クリーム色である。水
−溶性色素は出さない。
5)スターチ無機塩寒天培地 生育中程度で集落の色は白色ないし薄クリーム色である
。水溶性色素は出さない。
6)チロシン寒天培地 生育中程度で集落の色は白色ないし薄クリーム色である
。水溶性色素は出さない。
7)栄養寒天培地 生育良好で集落の色はクリーム色である。
水溶性色素は出さない。
8)イースト麦芽寒天培地 生育良好で集落の色はクリーム色である。
水溶性色素は出さない。
9)オートミール寒天培地 生育中程度で集落の色は白色ないし薄クリーム色である
。水溶性色素は出さない。
0 生理的性質 1)生育温度:15°C〜43°Cで生育する。
10°C145°Cで生育しな(,1゜最適温度は30
〜35°Cであ る。
2)硝酸塩還元性:陽性 3)カタラーゼ:陽性 4)オキシ−1−ゼ:陰性 5)ウレアーゼ:陽性 6)デンプン加水分解:陰性 7)ゼラチン液化:陰性 10)キサンチン加水分解:陰性 11)  DNAの分解:陰性 12)リドマスミルク:アルカリ性、ペプトン化凝固共
にしない。
13)メラニン様色素の生成:無し 14)エスクリン加水分解:陽性。
15)  Tween20−40−60−80加水分解
:すべて陽性 16)ペニシリン耐性試験:耐性 17)酸素に対する態度:好気性 18)無機窒素源の利用:アンモニウム塩、硝酸塩共に
利用する。
α 19)  Nai生育範囲=θ〜6%で生育する。
7%で生育しない。
20)各種炭素源の同化性(プリドハム、ゴドリーブ寒
天培地) D−グルコース、D−フラクトース、 マンノース、グリセリン、トレハロー し スを同化する。←−アラビノース、D −キシロース、す↓カロース、イノシ し フト、敬−ラムノース、ラフィノース、D−ガラクトー
ス、D−マンニット、〜マルトース、ソルビットを同化
しない。
21)各稲穂から酸の生成 り−グルコース、マンノース、D−フ ラクトース、トレハロース、グリセリ し ンから酸を生成する。トーアラビノー ス、D−キシロース、D−ガラクトー ス、マルトース、サッカロース、ラフ −ドース、D−ソルビット、D−マンニット、イノシフ
ト、デンプンから酸を 生成しない。
以上の菌学的性質をBergey’s Manual 
ofDeterminative Bacteriol
ogy第8版を参考に検討した結果、細胞壁中にmes
o−ジアミノピメリン酸、アラビノース、ガラクトース
を含み、騰−ジアミノピメリン酸、グリシンが含まれな
いこと、好気性で菌糸状によく生育し、後に分断して桿
菌状となること、抗酸性であること、胞子のる胞子お゛
よび気菌糸を着生しないこと等から本菌はNocard
iaに属する菌である。
よって本菌は、本発明音らがノカルジアsp。
(Nocardia sp、 ) N11Ch2−1と
命名し、工業技術院微生物工業技術研究所に菌寄第62
17号(FERM−P嵐6217)として寄託されてい
る。
(z)アルカリケネスSp、N114 爆Alcaligenes sp、 N[14の菌学的
性質■形 態 1)細胞の形および大きさ:0.4〜0.6μ×0.8
〜1.2μの桿菌である。
2)細胞の多形性の有無:多形性は認められ4)胞子の
有無:胞子は形成しない。
5)ダラム染色性:陰性 6)抗酸性:陰性 (ロ)各培地における生育状態 1)肉汁寒天平板培養 円形コロニーで表面は平滑、半レンズ状の隆起、全縁状
で薄クリーム色、半透明、光沢あり 2)肉汁寒天斜面培養 生育中程度、糸状に生育、薄クリーム色で半透明 3)肉汁液体培養 菌膜をつくらない、やや濁り洗上も少しある。
4)肉汁ゼラチン穿刺培養:ゼラチンは液化しない。
5)リドマスミルク培養:アルカリ性になるがペプトン
化し−ない、凝固しない。
0 生理的性質 1)硝酸塩の還元:陽性 2)脱窒反応:陰性 5)インドールの生成:陰性 6)硫化水素の生成:間隔性 7)デンプン加水分解:陰性 8)り・エン酸塩の利用: Koserの培地とChr
istensenの培地で共に利用する。
9)無機窒素源の利用:硝酸塩およびアンモ′三)ム塩
を利用する。
10)色素の生成:水溶性色素を生成しない。
11)ウレアーゼ:陰性、間隔性 12)オキシダーゼ:陽性 13)カタラーゼ:陽性 14)生育範囲PH:PH5,0〜10.0テ生育する
温度:5°C〜37°Cで生育す る。
42°Cで生育しない。
15)酸素に対する態度:好気性 16)  OFテスト(Hugh −Le i f s
on法):フラクトースから好気的に酸を生成する。
・17)糖類から酸およびガスの生成の有無Ayers
、 Rupp and Johnsonの培地でフラク
トースとグリセリンから酸を生成 ス、マンノース、ガラクトース、麦芽 糖、シロ糖、乳糖、トレハロース、ソ ルビット、マンニット、イノシフト、 デンプンからは酸もガスも生成しない。
18)独立栄養的生育:水素ガス、炭酸ガス、酸素ガス
を含有する気体中で生育し ない。
1g)  Tween 80 ノ分解性: 陽性20)
  資化性: D−フラクトース、曝−フェニルアラニ
ン、レブリン酸カルシ ラム、参−スレオニンを資化ス る。マンノース・、マルトース、 マンニット、ベタインを資化し ない。
以上の菌学的諸性質からBergcy’s manua
l、 of −Determinative Bact
eriology (第8版)の記載に照合して検討す
ると短桿菌で周ペン毛により運動ること、カゼインおよ
びゼラチンを分解しないこと、オキシダーゼ陽性である
こと等からAlcaligenes属に分類される。
生育の点で異なる。またA、faecalisとは主に
420Cにおける生育、D−7ラクトースの資化性で古 A、a@vamarinesとは主にデンプンの分解性
、マルトースの資化性で、A、pacificusとは
主にスレオニンζ′r”4%インの資化性で、A、cu
pidusとは主にニン、ベタインの資化性で、A、a
estusとは主にマンニット、スレオニン、フェニル
アラニンの資化性で異なる。
よって本菌は本発明者がアルカリゲネスsp。
(Alcaligenes sp、)%4と命名し、工
業技術院微生物工業技術研究所に菌寄第6216号(F
ERMBacteriology (第8版)■ J、
Bact、110Q)402 429(1972)■ 
坂崎和−訳:医学細菌同定の手びき(2版)近代出版、
東京、1974 次にこれらの菌を用いてNAD(Pi−CDHを製造す
る方法について詳述する。これらの菌はいづれも構成的
にNAD(P) −CDHを生産する能力を有し、通常
のペプトン、酵母エキス又は硫酸アンモニウム等のチッ
ソ源及びグルコース、グリセロール等の炭素源、その他
無機塩等を含有する培地でもNAD■−CDHを生産す
るが、コレステロールを培地に添加することによりさら
に多量にNAD(Pi−CDHを生産する。この際コレ
ステロールの添加は、培養開始時あるいは途中からのい
ずれでもよい。またその他培養条件に関しては、通常行
なわれる範囲で実施できる。これらの菌によ素を回収す
ることができる。これらの培養濾液又は菌体抽出液を硫
酸アンモニウム等による塩析又は、アセトン、エタノー
ル等の溶剤沈澱して得た粗酵素は、そのままコレステロ
ールの定量に使用す衣か、あるいは更に精製して使用す
ることもてマ の方法により可能である。
ここで得られるNAD■−CDHは、コレステロール含
有物質中のコレステロールの定量に使用でき、例えば、
血液、血中のコレステロール定量等に有利に使用できる
本発明に使用するNAD(Pi−CDHの活性測定法を
以下に示す。
NAD(P)−CDHの酵素活性は、コレステロ−と ルとNAD[F]N基質として反応した場合のNAD(
PIHの生成量−を、340Qmにおける吸光度の増加
として、分光光度計で測定し算出する。すなわち、0.
1Mトリス・塩酸緩衝液(PH8,6)2.65 ml
28mMNAD溶液0.1ml、(8%トリト>X−1
00溶液0−15mJ )、1%コレステロール溶液0
.05 ml及びNAD(P) −CDH水溶液0.0
5mZを混合し、30°Cで反応させ、反応開始後1分
間の340mmにおける吸光度の増加を測定する。
対照として上記組成でコレステロールの代りに水を用い
同様の操作を行ない、対照液の340mmにおける吸光
度の増加を試験液のそれから差し引く。得られた値から
NAD(P)Hの生成量を求め、これより試料中のNA
D(P)−CDH活性を算出する。
酵素活性の表示は、PH8,6,300Cの条件下で1
分間に1μmo16のNAD■Hを生成する酵素を1単
位とした。
次に本発明に使用するNAD(P)−CDHの作用を示
す。
コレステロール+NAD(P)−:コレステノン+NA
D(PlH 本発明におけるNAD■−CDHは全てこの反応を触媒
する。
以下に本発明に使用するNAD(P)%CDHの一般的
性質をノカルジアsp、 NnCh2−1(Nocar
diasp、NnCh271)及びにルヵリゲネス81
)−Na4(Alcaligenes sp、 Na4
 ) の生産するものについて示す。
≠母系4゜ 1)至適PH 第1図に30°CにおけるPHと活性の関係を示した。
2)PH安定性 第2図に37°CにおけるPHと安定性の関係を示した
3)至適温度 第3図にPH8,5における温度と活性の関係を示した
4)熱安定性 第4図にPH7,Qにおける温度と安定性の関係を示し
た。
5)基質特異性 本酵素は、3p位に水酸基をもつステロイドに反応し、
コレステロールを100とスルテ とスティグマスチロール35、β−シトステロール25
、ソの他デヒドロエピアン、トロステロン、エルゴステ
ロール等にわずかに作用する。
6)補酵素 NADを要求する。
■ アルカリゲネスsp、Nn4 (Alcalige
nes 8p。
隘4)の生産するNAD(Pi−CDHU 至適PH 第5図に308CにおけるPHと活性の関係を示した。
2  PH安定性 第6図に37°Cに1.けるPHと安定性の関係を示し
た。
3 至適温度 第7図にPH8,6における温度と活性の関係を示した
4 熱安定性 第8図にP H7,9における温度と安定性の関係を示
した。
5 基質特異性 本酵素は3p位に水酸性をもつステロイドに反応し、コ
レステロールを100とするとβ−シトステロール36
、スチグマステロール20.その他デヒドロエピアンド
ロステロン、エルゴステロール等にわずかに作用する。
6 補酵素 NADを要求する。
次に本発明のNAD(P)−CDHを使用したコレステ
ロールの定量について詳述する。
コレステロールを定量する場合、実際には緩衝液、N 
A D (Pi、基質(血清、コレステロール等)及び
NAD(P)−CDHを混合し、一定時間反応し、生成
するN A D(PIHの増加を吸光度340λmで測
定する。また必要に応じて、生成したNAD[F]Hの
水素を7エナジンメソサルフエート(PMS )、ジア
フォラーゼ等により、ホルマザン色素等の発び安定化剤
等の添加も可能である。反応時のPHは6〜10の範囲
で実施できるが、優れているPH範囲は7〜9である。
次にNAD(P)−CD?Iによるコレステロール定量
用試薬の量的組成についての1例を述べれば、反応系3
m/当り、NAD(P)−C,DHo、1〜10単2o
orpm)L/ながら40時間培養した。
菌体を破砕した。この菌体破砕液を遠心分離(1100
0rp、 19分間)し、清澄な菌体抽出液を得た。得
られた清澄液に硫酸アンモニウムを35%飽和になるよ
うに加え酵素を沈澱せしめた。
沈澱を遠心分離(8000rpm 10分間)で集め2
0mMリン酸緩衝液PH7,0,100mZに溶かし、
セロファンチューブで、20mMリン酸緩衝液PH7,
0に対して24時間透析した。
次に得られた透析液を20mMIJン酸緩衝液PH7,
0で平衡化したDEAE・セルロース200mxを充填
したカラムに通し、酵素を吸着せしめた。同様の緩衝液
でカラムを洗浄後、緩衝液濃度を0.1Mに上げてNA
D■−CDHを溶出した。NAD[F]−CDHを含む
両分を集め、これを濃縮後20mMリン酸緩衝液P ’
H7,0に対して透析した。これを同様の緩衝液で平衡
化したヘキシルセフ10−ス29 m lを充填したカ
ラムに通し、吸着せしめた。
このカラムを20mMリン酸緩衝波緩衝液7.9で洗浄
び した。次に0−5MNa−を含む同様の緩衝液でNAD
(P)−CDHを溶出し、活性画分を集め、濃縮し、5
0単位/m lのNAD(I’j−CDH溶液5.Qm
Zを得た。全体の活性収率は30%であった。
実施例2 Alcaligenes gp、Nb2 (FERM−
PNo6216)をコレステロール’10g/l、グリ
セロール2g/’s コーンスチープリカ−5g/l 
、 KHz PO45g/l 1Mg5C)47 H2
O9,2g7 t 、消泡剤0.5g/lの組成よりな
る培地に培養し、実施例1と同様の操作を行ない、40
単位/mlのNAD(P)−CDH溶液を5.QmZ得
た。全体の活性収率は40%であった。
実施例3 Proteus vulgaris IAM1025を
用い、実施例1に準する操作を行ない、37単位/m/
のNAD(P)−CDH溶液溶液4憂lた。全体の活性
収率は52%であった。
実施例4 実施例1で得られたNAD(Pl−CDHを用い、標準
血清におけるコレステロールの定量を行なった。
0.1Mトリス塩酸緩衝液P H8,6,2,71mJ
 1禾8%トリトンX−1000,1m/% NAD2
00mg/ml 溶液0.1m/Nコレステロールエス
テラーゼ(°ベーリンガー社製)100単位7’m!溶
液0−05m/。
標準血清o、o2mtを混合し、30°Cで反応させ、
340nmにおける吸光度の増加を測定した。反応は3
分以内に終点に達した。
対照として上記反応組成物のNAD(P)−CDHの代
りに水を用い同様の操作を行ない対照液の340nmに
おける吸光度の増加を試験液のそれから差し引いた。
この標準血清における総コレステロール量は、あらかじ
め作成した検量線より、コレステロール289 mg 
/13’tの値が得られた。 コレステロールオキシダ
ーゼを含む、市販の測定用試薬を用い行なった比較測定
からは、コレステロール290rrgAx lの値が得
られた。
実施例5 実施例2〜実施例3で得られたNAD■−CDHを用い
、実施例゛4に準じた操作を行ない、実質的には同じ結
果が得られた。
実施例6 実施例1で得られたNAD(P)−CDHを使用し、実
施例4と同様の操作により、各種血清サンプルのコレス
テロールを定量1ハ以下の結果を得た。
1   289 mg/dl     290 mg/
d12   150       146 3   219       221 4   143       143 5   173       170
【図面の簡単な説明】
第1図はノカルジアsp、陥Ch2−IFERM−PN
[16217の生産するNAD(P)−CDHの30°
Cにおける至適PHを示す図であり、第2図は本NAD
の−CDHの37°CにおけるPH安定性を示す図であ
り、第3図は本NAD(P)−CDHの至適温度を示す
図であり、第4図は本NAD(P)−CDHの熱安定性
を示す図である。 第5図はアルカリゲネスsp、 N114 FERM−
P尚6216の生産するNAD(P)−CDHの30℃
における至適PHを示す図であり、第6−図は本NAD
[F]−CDHの至適温度を示す図であり、第8図は本
NAD[F]−CDHの熱安定性を示す図である。 第1図 7  8  9 H 第2図 第8図 温度 第4図 温度 D   t   7  15  9  10  11H 第7図 温度 第8図 温度 手続補正書(方式) %式% !、事件の表示 昭和56年特許願第186184号 2、発明の名称 NAD(P)依存性コレステロール脱水素酵素を使用す
るコレステロールの定量法およびその定量用試薬 3、補正をする者 事件との関係  特許出願人 住所 愛知県名古屋市中区錦−丁目2番7号6、補正の
内容 明細書第29ページ第7行「・・・・・・至適pHを示
す図であり、」の後に次の文を加入する。 [第7図は本NAD(P)−CDHの37℃におけるp
H安定性を示す図であり、」

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、NAD[F]依存性コレステロール脱水素酵素を使
    用することを特徴とするコレステロールの定量法。 2、好気的条件下で生育する微生物の培養物から得られ
    るNA’D[F]依存性コレステロール脱水4素酵素を
    使用する特許請求の範囲第1項記載のコレステロールの
    定量法0 3、好気的条件下で生育する微生物がノカルジア属、ア
    ルカリ土類金属、プロテウス属の少くとも1種以上であ
    る特許請求の範囲第2項記載のコレステロールの定量法
    。 4、 ノカルジア属に属する菌株がノカルシアsp、 
    Nh Ch 2−1 (Nocardia sP、 h
     Ch2−1 )FERM−P Ik6217である特
    許請求の範囲第3項記載のコレステロールの定量法。 5、 アルカリ土類金属に属する菌株がアルカリゲネス
    sp、 h 4 (Alcaligenes sp、 
    N&14 )FERM−P I’1h6216である特
    許請求の範囲第3項記載のコレステロールの定量法。 6、プロテウス属に属する菌株がプロテウス・ブルガリ
    スIAM1025(Proteus vu1garis
    IAM1025)である特許請求の範囲第3項記載のコ
    レステロールの定量法。 7、NAD[F]依存性コレステロール脱水素酵素、N
    AD又はNADPを含有するか又はそれらから成ること
    を特徴とするコレステロールの定量用試薬。 8、好、気的条件下で生育する微生物の培養物から得ら
    れるNAD[F]依存性コレステロール脱水素酵素を含
    有する特許請求の範囲第7項記載のコレステロールの定
    量用試薬0 9、好気的条件下で生育する微生物がノカルジア属、ア
    ルカリ土類金属、プロテウス属の少くとも1種以上であ
    る特許請求の範囲第8項記載のコレステロールの定量用
    試薬。 10.  ノカルジア属に属する菌株がノカルジアsp
    、 No Ch 2−1 (Nocardia 8p、
     Nh Ch 2−1 )FERM−P IV&162
    17である特許請求の範囲第9項記載のコレステロール
    の定量用試薬。 11、  アルカリ土類金属に属する菌株がアルカリゲ
    ネスsp、 No 4 (Alcaligenes s
    p、 Ijh 4 )FERM−P IV&16216
    である特許請求の範囲第9項記載のコレステロールの定
    量用試薬。 12、  プロ、テラス属に属する菌株がプロテウス・
    ブルガリスI AMI 025 (Proteus v
    ulgari sIAM1025)である特許請求の範
    囲第9項記載のコレステロールの定量用試薬。
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