王珊珊,馬培翔
(1.山東省分析測試中心大型精密儀器重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 山東 濟(jì)南 250014;2.北京理工大學(xué)生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 北京 100081)
單胺氧化酶(MAO, EC 1.4.3.4)是存在于細(xì)胞線粒體外膜上的,含有硫氫基的一種黃素蛋白[1]。其在體內(nèi)的主要功能是催化內(nèi)源性和外源性單胺類物質(zhì)(如5-羥色胺、多巴胺和去甲腎上腺素等)的代謝[2]。在MAO的作用下,單胺類物質(zhì)被氧化而產(chǎn)生脫氨基作用[3]:
單胺類物質(zhì)在神經(jīng)系統(tǒng)中主要以神經(jīng)遞質(zhì)的形式存在,MAO通過氧化脫胺作用調(diào)節(jié)這些單胺類物質(zhì)的含量,從而起到調(diào)節(jié)神經(jīng)遞質(zhì)代謝的作用,因此MAO活力與抑郁癥和許多神經(jīng)系統(tǒng)退行性疾病有關(guān),如帕金森癥,老年癡呆癥和抑郁癥等,對(duì)其抑制劑的研究一直是治療相關(guān)疾病的熱點(diǎn)。
由于單胺氧化酶可以催化犬脲胺(Kynuramine)發(fā)生反應(yīng)(如圖1所示)[4]。生成熒光物質(zhì)4-羥基喹啉(4-Hydroxyquinolin,4-HQ) ,因此可利用HPLC-熒光檢測法來檢測4-HQ生成量的變化,從而進(jìn)一步得出MAO酶抑制劑的抑制效果。
本文在實(shí)驗(yàn)室條件下,利用從鼠肝中提取的單胺氧化酶,檢測抑制劑的抑制效果,與液體閃爍計(jì)數(shù)等其它方法相比,方法簡單安全,易于操作,穩(wěn)定性好且靈敏度高。
圖1 MAO催化Kynuramine的反應(yīng)機(jī)理
甲酸銨(分析純,北京市旭東化工廠),甲酸(色譜純,迪馬公司),Kynuramine(Sigma公司),4-Hydroxyquinolin(Sigma公司),Triton X-100(北京拜爾迪生物公司),Wistar大鼠購自軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院。
Agilent 1100系列四元泵和自動(dòng)進(jìn)樣裝置;Waters 474熒光檢測器;色譜柱:ZORBAX ECLIPSE XDB-C18( 2.1×150 mm,5 μm);流動(dòng)相:甲醇:0.1%甲酸銨水溶液(25:75, v/v),進(jìn)樣量2 μL,流速0.2 mL/min,室溫;激發(fā)波長:315 nm,發(fā)射波長:380 nm。
1.3.1 單胺氧化酶的提取
單胺氧化酶的提取方法,參照文獻(xiàn)[5],并作了調(diào)整,簡述如下。Wistar大鼠頸椎脫臼處死,取其肝組織,在冰浴中用250mM的蔗糖溶液洗凈,然后將肝組織迅速剪碎轉(zhuǎn)入10mM的Tris·HCl 緩沖液(pH 7.5,mg:V=1:10 )(含250mM的蔗糖和10mM的EDTA)中勻漿,;勻漿液在4℃,2000g的轉(zhuǎn)速下離心30min,取上清液17000g,4℃下離心20min,重新收集沉淀,用三蒸水洗滌離心沉淀三次,最后得到的沉淀就是粗提取單胺氧化酶。
1.3.2 單胺氧化酶的純化
單胺氧化酶的純化方法,參考文獻(xiàn)[6]稍作修改,簡述之:將收集到的粗酶沉淀懸浮于添加了Triton-X100 (0.5% v/v)的Tris/EDTA緩沖液中勻漿,4℃;將勻漿液在4℃,160000g下離心40min,收集上清液。在上清液中加入65%(m/v)的硫酸銨,混懸后在4℃,4000g下離心30min,上層析出的黃色油狀物,即為純化后的單胺氧化酶,最后用PBS溶解收集。
利用聚丙烯酰胺凝膠電泳(SDS-PAGE)的方法對(duì)提純單胺氧化酶的分子量進(jìn)行鑒定。
經(jīng)測定,所提取的單胺氧化酶的分子量約為56.6KD左右(如圖2所示),與文獻(xiàn)中精確測定的MAO分子量58KD相比,具有較好的一致性,因此從凝膠分析可初步證明得到了單胺氧化酶,而且從凝膠上的條帶可以看出,提純的效果比較好,雜蛋白比較少。
圖2 純化后的單胺氧化酶凝膠電泳圖
2.2.1 4-HQ標(biāo)準(zhǔn)曲線的測定
圖3 A為提取得到的單胺氧化酶的色譜圖,B為底物Kynuramine的色譜圖,A和B作為空白對(duì)照。C圖為4-羥基喹啉標(biāo)準(zhǔn)品的色譜圖,D為單胺氧化酶與底物Kynuramine反應(yīng)的色譜圖。其中色譜條件:色譜柱ZORBAX ECLIPSE XDB-C18( 2.1×150 mm, 5 μm,柱體積0.35mL);流動(dòng)相:甲醇:0.6%甲酸銨水溶液=25:75;進(jìn)樣量2 μL;流速0.2 mL/min;檢測器為WATERS-474熒光檢測器,EX:315nm;EM:380nm;SSC-982數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。
在1~8μmol·L-1之間均勻取點(diǎn),將4-羥基喹啉(4-HQ)標(biāo)準(zhǔn)品進(jìn)樣得到的峰面積和濃度的關(guān)系,用最小二乘法經(jīng)線性回歸,得峰面積(A)與濃度(C)的關(guān)系曲線的回歸方程式為:
相關(guān)系數(shù) R2 = 0.9969。在該關(guān)系曲線上選取濃度為2 μmol·L-1,5 μmol·L-1, 8 μmol·L-1三個(gè)點(diǎn)進(jìn)行精密度的測量,標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.84%(n=5),經(jīng)日間精密度的測定結(jié)果,三個(gè)點(diǎn)的標(biāo)準(zhǔn)偏差分別為4.15%,2.45%,2.35%(n=5)。
2.2.2 酶反應(yīng)時(shí)間的確定
為了便于對(duì)實(shí)際樣品的檢測,以從Wistar大鼠肝臟中提取到的MAO為研究對(duì)象,考察了120 min內(nèi)酶的反應(yīng)產(chǎn)物4-HQ與反應(yīng)時(shí)間的關(guān)系,用最小二乘法將得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行線性回歸,得到120 min內(nèi)產(chǎn)物4-HQ濃度(C)與反應(yīng)時(shí)間(t)的方程為:
相關(guān)系數(shù)R2=0.9939,由此可以看出,在120 min內(nèi)反應(yīng)產(chǎn)物的生成量是隨著反應(yīng)時(shí)間的延長而呈線性增加,在能滿足檢測需要的條件下,為了盡量縮短反應(yīng)時(shí)間,選定60 min作為實(shí)驗(yàn)中酶反應(yīng)的時(shí)間。
本實(shí)驗(yàn)選用治療精神疾病的常用藥物帕吉林(優(yōu)降寧,pargyline) 和氯吉蘭(clorgyline)作為研究對(duì)象,考察方法的可靠性。我們將一系列不同濃度的藥物加入酶反應(yīng)體系中,將檢測到的4-HQ濃度代入關(guān)系式(3)中計(jì)算抑制百分比(C0為對(duì)照組濃度,C為反應(yīng)樣品濃度):
圖4 柱外酶的反應(yīng)時(shí)間與產(chǎn)物生成量的關(guān)系
圖5 Pargyline和Clogyline的濃度與抑制百分比的關(guān)系圖
經(jīng)過HPLC-熒光檢測器檢測,得到如圖5所示的抑制百分比和藥物濃度之間的關(guān)系。
從圖5中可以看出,隨著抑制劑濃度的增大,抑制百分比也逐漸增大,Pargyline的抑制效果比Clogyline更好,且趨勢明顯,從而證明本文所建立的方法可用于MAO抑制劑的抑制效果的研究。
HPLC-熒光檢測器檢測單胺氧化酶抑制劑活性的方法與傳統(tǒng)的液體閃爍計(jì)數(shù)方法相比,儀器較為簡單,分析速度快,重現(xiàn)性好,對(duì)于單胺氧化酶抑制劑的進(jìn)一步研究提供高效和便捷的評(píng)價(jià)工具。
[1] 裘月 等,中國藥學(xué)雜志,1994,29(10): 596~599
[2] Johnston J P.Biochem Pharmacol , 1968 , 17 (7) : 1185~1197
[3] Olanow C W.Adv Neurol, 1993, 60: 666
[4] Herbert Weissbach et.al., J.Biol Chem, 1960, 235:4
[5] M.J.Schwarz et al., Biochemistry and Behavior 2003, 75:627~633
[6] Kathrin Dittmann et al, Phytochemistry.2004, 65:2885~2891