一种基于新型珠子的检测方法，用于选择性测量人血清中的精氨酸酶1活性

《ANALYTICAL AND BIOANALYTICAL CHEMISTRY》：A novel bead-based assay for selective measurement of arginase 1 activity in human serum

选择性检测血清中 аргиназа-1 活性的磁珠捕获法建立及其与炎症指标的相关性分析

　　

摘要

精氨酸酶被广泛用于分析与一氧化氮相关的生理机制和炎症过程。然而，传统的活性测定方法通常较为复杂，并且由于精氨酸酶1（ARG1）和精氨酸酶2（ARG2）具有相同的底物和产物，因此无法区分它们的异构体。我们开发了一种基于磁珠的测定方法，该方法通过将ARG1捕获在抗ARG1包被的磁珠上来选择性测量ARG1的活性，随后在磁珠上进行催化反应，并通过简单的比色法测定尿素含量。在方法学方面，我们使用重组酶和人血清对该测定方法的分析性能进行了评估。在评估的范围内，该方法表现出线性响应，并且在三次独立重复实验中获得了可重复的测量结果，其变异性通过标准差（SD）和变异系数（CV%）进行了量化。磁珠预处理后的免疫印迹实验确认了ARG1的特异性捕获，未检测到ARG2的吸附，从而证实了该方法的选择性。进一步分析抗体-酶相互作用发现，抗ARG1单克隆抗体（克隆6G3）并未抑制ARG1的催化活性，确保其捕获过程不会改变酶的催化能力。在具有炎症反应的人血清中，非参数Spearman分析表明总精氨酸酶活性与ARG1活性密切相关，而单独的ARG1或ARG2蛋白的丰度与活性之间的关联较弱。这些数据共同表明，血清中循环精氨酸酶的活性主要来源于ARG1成分，且蛋白质的丰度并不能准确反映其功能能力。所提出的基于磁珠的测定方法简化了实验流程，无需消耗内源性尿素或使用放射性同位素，并且能够实现特定异构体的活性测量，从而支持转化医学研究。为了确定其临床应用价值，还需要在特征明确的患者群体中进行进一步验证。

图形摘要

精氨酸酶被广泛用于分析与一氧化氮相关的生理机制和炎症过程。然而，传统的活性测定方法通常较为复杂，并且由于精氨酸酶1（ARG1）和精氨酸酶2（ARG2）具有相同的底物和产物，因此无法区分它们的异构体。我们开发了一种基于磁珠的测定方法，该方法通过将ARG1捕获在抗ARG1包被的磁珠上来选择性测量ARG1的活性，随后在磁珠上进行催化反应，并通过简单的比色法测定尿素含量。在方法学方面，我们使用重组酶和人血清对该测定方法的分析性能进行了评估。在评估的范围内，该方法表现出线性响应，并且在三次独立重复实验中获得了可重复的测量结果，其变异性通过标准差（SD）和变异系数（CV%）进行了量化。磁珠预处理后的免疫印迹实验确认了ARG1的特异性捕获，未检测到ARG2的吸附，从而证实了该方法的选择性。进一步分析抗体-酶相互作用发现，抗ARG1单克隆抗体（克隆6G3）并未抑制ARG1的催化活性，确保其捕获过程不会改变酶的催化能力。在具有炎症反应的人血清中，非参数Spearman分析表明总精氨酸酶活性与ARG1活性密切相关，而单独的ARG1或ARG2蛋白的丰度与活性之间的关联较弱。这些数据共同表明，血清中循环精氨酸酶的活性主要来源于ARG1成分，且蛋白质的丰度并不能准确反映其功能能力。所提出的基于磁珠的测定方法简化了实验流程，无需消耗内源性尿素或使用放射性同位素，并且能够实现特定异构体的活性测量，从而支持转化医学研究。为了确定其临床应用价值，还需要在特征明确的患者群体中进行进一步验证。

图形摘要