単細胞緑藻における脂溶性ヒ素代謝物の構造解析

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本研究は、本来であれば2年間で完結させる計画であったが、博士号取得が1年早まり、かつ平成23年度から産業技術総合研究所に就職することになったため、本年度で完結させるつもりで研究に取り組んだ。後述の通り、新たな分析法の検討に大分時間がかかってしまい、計画の変更を余儀なくされたが、それでも新しい知見は得られており、また今後研究を進める上で非常に役立つ試料を確保することができたため、一定の成果はあったと考えている。以下、研究実施状況について第1段階と第2段階の実験に分けて報告する。第1段階の実験では、脂溶性ヒ素化合物の大まかな分子量や、化学構造内のリン・硫黄の有無に関する情報を一度に得ることができる多元素形態別分析法を確立することを目的とし、誘導結合プラズマ質量分析計(ICP-MS)に連結する高速液体クロマトグラフィー(HPLC)の分離カラムにおいて高分子ヒ素化合物と低分子ヒ素化合物を別々の保持時間に溶出させるための最適な溶離条件を検討した。第2段階の実験では、ヒ酸を曝露した単細胞緑藻クラミドモナス(Chlamydomonas reinhardtii CC-125)を用いて、脂溶性ヒ素代謝物の効率的な抽出法を検討した。またクラミドモナスにおける脂溶性ヒ素代謝物の化学構造および代謝経路を推定することを目的とし、培地中のヒ酸濃度を0.01または0.1 mMで一定にした上でリンまたは硫黄濃度を種々に変化させ、細胞内のヒ素・リン・硫黄濃度の変動を調べた。その後、それらの藻体の中でヒ素濃度が高く、かつリンまたは硫黄濃度が低いものから脂溶性ヒ素代謝物を抽出し、第1段階の実験で確立した多元素形態別分析法を用いてそれらの代謝物の大まかな分子量や、化学構造内のリン・硫黄の有無を推定した。