脂質合成に伴う炭素安定同位体分別の位置別同位体比計測による機構解明

通过测量同位素比来阐明脂质合成过程中稳定碳同位素分馏的机制

基本信息

批准号：
17F17725
负责人：
吉田尚弘
金额：
$ 1.47万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2017
资助国家：
日本
起止时间：
2017-07-26 至 2019-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

石油成分である長鎖n-アルカンや天然ガス成分であるメタン、エタン、プロパンなどの炭化水素類の起源および生成・分解履歴を突き止めることは、地球学分野における重要な研究課題の1つである。これら炭化水素類の起源・履歴推定には、安定炭素同位体分析が利用される。その際には、これら炭化水素類の起源となる生物由来脂肪酸の炭素同位体的特徴とその生物学的支配要因の理解が不可欠である。生物が作り出す脂肪酸は、糖やアミノ酸に比べ分子全体として13Cに欠乏した同位体的特徴を示すことが知られてきた。この13C欠乏は、脂肪酸合成経路における同位体効果に由来することが1977年にDeNiroらによって提案された。しかし、その後、脂肪酸の分子内位置別13C分布が1980年にHayesらによってはじめて計測され、その結果からピルビン酸デヒドロゲナーゼ酵素反応のみでは説明できない分子内位置別13C分布が見いだされた。つまり、脂肪酸の13C欠乏を導く他の要因があることが示唆された。その後、現在に至るまで、脂肪酸の13C欠乏および分子内位置別13C分布の特徴の支配要因は未解明のままである。本研究では、この生物由来脂肪酸の分子内位置別13C分布の支配要因の解明に取り組んだ。上述のHayesらによって行われた位置別13C計測は、脂肪酸分子内の二重結合部分を計測する特殊な手法であり、脂肪酸類一般に適用できるものではなかった。さらに非常に煩雑な前処理を要するものであった。本研究では長鎖脂肪酸の位置別13C計測法を確立し、次に代謝の異なる生物種から取り出した脂肪酸に適用することで、分子内位置別13C分布を支配する代謝経路の特定を試みた。これら位置別同位体分析技術の装置改良を行い、昨年度のi-ブタン、n-ブタンに続いて、長鎖脂肪酸の位置別同位体分析を確立して適用し、大変興味深い結果を得て現在、論文投稿準備中である。

确定碳氢化合物的起源，生产和分解历史，例如长链N-烷烃，即石油成分，以及天然气成分的甲烷，乙烷和丙烷，是地质学领域的重要研究主题之一。稳定的碳同位素分析用于估计这些烃的起源和历史。在这种情况下，必须了解生物学衍生的脂肪酸的碳同位素特性，这些脂肪酸是这些烃的起源及其生物学主导因素。与糖和氨基酸相比，已知生物体产生的脂肪酸在整个13C中表现出缺乏的同位素特性。 Deniro等人于1977年提出了这种13C缺陷。它是从脂肪酸合成途径中的同位素作用中得出的。但是，Hayes等人首次测量了脂肪酸分子内的13C分布。在1980年，结果揭示了分子内位置分布13c，而丙酮酸脱氢酶反应无法解释。这表明还有其他因素导致脂肪酸的13C缺乏。直到今天，表征脂肪酸13c缺乏的主要因素以及分子内位置的13C分布仍不清楚。在这项研究中，我们致力于阐明该脂肪酸从生物学来源的分子内位置的13c分布的因素。 Hayes等人进行的位置13C测量。上面是一种用于测量脂肪酸分子中双键部分的特殊技术，通常不适用于脂肪酸。此外，它需要非常复杂的预处理。在这项研究中，我们建立了一种测量长链脂肪酸的位置测量13c的方法，然后将其应用于从具有不同代谢的生物体中提取的脂肪酸，并试图识别分子内位置的位置分布的代谢途径。我们已经改进了这些位置同位素分析技术，并在去年的I-Butane和N-丁烷，对长链脂肪酸的位置同位素分析进行了建立和应用，并获得了非常有趣的结果，目前正在准备提交论文。