ヘミン酵素電極の試作とその特性に関する研究

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血液中のヘモグロビンヘムに類似の構造をもつヘミンに着目し, 動物体内からヘムオキシゲナーゼとニコチンアミドアデニンジヌクレオチドリン酸(NADPH)-チトクロムCリダクターゼを抽出し, これら酵素とヘミンとの反応を利用してヘミン酵素電極の試作とその特性の検討を行なった. すなわちヘムオキシゲナーゼおよびNADPH-チトクロムCリダクターゼはいずれも市販されていないので, 吉田らの方法^<3)>に基づき新鮮なブタの肝臓より抽出した. 酵素溶液は5°C以下で遮光, 密封して保存した. 酵素活性の測定はOmuraらの方法^<2)>に従った. 試作した酵素電極の構成は, ガラス管の一端に厚さ0.05mmの酵素固定化膜(ヘムオキシゲナーゼおよびNADPH-チトクロムCリダクターゼをアセチルセルロースを用いて包括(固定化)を取り付け, ポリカーボネート膜で被覆して支持した. 内部電極には白金線を作用電極ならびに対極とし, 飽和カロメル電極を参照電極としてガラス管内に挿入し固定した. ガラス管内には内部溶液として塩化カリウムおよびNADPH溶液を入れた. 電極の作動原理を次に示す. ヘミンは固定化されたヘムオキシゲナーゼによりビリベルジンに変えられるが, 同時に電極内部液中のNADPHがNADPH-チトクロムCリダクターゼに触媒され, ヘミンの反応に比例して消費される. そこで反応の前後にNADPHのボルタモグラムを測定しNADPHの酸化波を求め, 電流値の減少量よりヘミン量を求める. なお電位走査は+0.2〜+0.1VvsSCEの範囲で掃引速度6.67mV/secで行なうのが適当であった. 9.9×10^<-6>〜3×10^<-4>Mのヘミンを定量した結果, 相関係数0.999と直線性のある検量線が得られた. 電極精度は1.7×10^<-4>Mヘミン溶液で最も良く, 変動係数2.7%であった. 試料温度は37°C, pHは6.89〜7.60が適当であった. (文献):1)T.Yoshida,G.Kikuchi,J.Biochem.,253,4224(1978).2)T.Omuro,S.Takeswe,J.Biochem.,67,249(1970)