物質循環・環境変遷を正確に解析するための脂肪酸の分子内炭素同位体比測定法の開発

开发脂肪酸分子内碳同位素比测量方法，准确分析物质循环和环境变化

• 批准号: 16J01704
• 负责人: 滝沢 侑子
• 金额: $ 1.22万
• 依托单位: Hokkaido University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2016
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2016-04-22 至 2018-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-16J01704/
• 关键词: 分子内安定同位体; 有機化合物; 脂肪酸; アミノ酸; 植物; 異化; 分解

「有機化合物の生産（同化）／分解（異化）のバランス」を区別して定量的に評価するための新規手法確立を目的に研究をおこない，本年度は以下の成果を得た。１．分子内安定炭素（C）同位体比測定法の開発：熱分解炉の最適温度の検証分解を定量的に評価するための新規手法である「脂肪酸のカルボキシル基のCを対象とした分子内安定同位体比測定法」を開発するために，昨年度に引き続きGC-IRMSの改造と，脂肪酸標準試薬を用いての分析条件の検討を実施した。検討の結果，カルボキシル基由来の二酸化炭素のC同位体比を，最も精度良く測定できる熱分解炉の温度は「1100℃」であることがわかった。２．脂質分解における同位体分別プロセスと反応部位の証明脂質分解における同位体分別が，どの元素のどの部位に記録されるか？を証明するために，成長時に体内に貯蔵する脂質を分解・利用することで知られる「植物種子」の発芽実験をおこない，パルミチン酸の分子レベル水素・C同位体比を測定した。その結果，発芽前に対して発芽後の試料に13Cの濃縮（+2.9±1.7‰）が検出され，脂質分解過程にCを反応部位とする同位体分別が存在することが示唆された。分別を与えうるプロセスの候補としては，脂質分解（利用）の初期過程である「酵素による貯蔵性脂質の加水分解反応」が考えられ，もしこの仮説が正しければ，その反応が起こる部位は「貯蔵性脂質中の脂肪酸成分のカルボキシル基のC」となる。これを検証するために，上記1で改良を施したGC-IRMSを用いてカルボキシル基のC同位体比を測定した。その結果，発芽後の試料に含まれる脂肪酸成分中のカルボキシル基のCに，顕著に大きい13C濃縮（+63‰の上昇）が検出された。以上のことから，貯蔵性脂質の「酵素による加水分解」が，カルボキシル基のCに大きな同位体分別を与えるKeyプロセスであることが証明された。

"Production (assimilation)/decomposition (dissimilation) of organic compounds" is a quantitative evaluation of the production (assimilation)/decomposition (dissimilation) process. 1. Development of the method for determination of intramolecular stable carbon (C) isotope ratio: A new method for quantitative evaluation of the optimal temperature of thermal decomposition furnace was developed. The method for determination of intramolecular stable carbon (C) isotope ratio of fatty acids was developed. The modification of GC-IRMS was introduced last year. The analysis conditions for the use of fatty acid standard test were discussed. The results of the investigation show that the C isotope ratio of the diacidified carbon derived from the diacidified carbon is determined with the highest accuracy. The temperature of the thermal decomposition furnace is 1100℃. 2. The isotope of lipid decomposition is recorded in the position of the element. To prove that when growing, the lipid stored in the body is decomposed and utilized, and the germination of the "plant seed" is realized, and the molecular weight of the acid is determined. As a result, the concentration of 13C (+2.9 ± 1.7 ‰) in the sample before and after germination was detected, and the isotope of C in the reverse position and in the lipid decomposition process was detected respectively. In the initial process of lipid decomposition (utilization), the enzyme is responsible for the hydrolysis reaction of stored lipids, and the reaction is responsible for the formation of fatty acid components in stored lipids. This paper describes the application of GC-IRMS to the determination of C-isotope ratios. As a result, the sample after germination contains a fatty acid component of 13C, a large concentration of 13C (+63‰). As mentioned above, it has been proved that the C-large isotope of the kallikryl group can be hydrolyzed by enzymes in the storage lipids, respectively.

项目成果

Isotopic discrimination of 15N/14N associated with the catabolism of plant amino acids in spring blooms

与春季开花植物氨基酸分解代谢相关的 15N/14N 同位素辨别

• 发表时间: 2016
• 作者: 伊藤 友樹;川島 知之;鷲尾 勝由;Yuko Takizawa and Yoshito Chikaraishi
• 通讯作者: Yuko Takizawa and Yoshito Chikaraishi

Catabolic production in plants: significant influence for CHN isotopes in lipids and amino acids

植物分解代谢产生：脂质和氨基酸中 CHN 同位素的显着影响

• 发表时间: 2016
• 作者: Yuko Takizawa;Yoshinori Takano;Naohiko Ohkouchi;Masanobu Yamamoto;Yoshito Chikaraishi
• 通讯作者: Yoshito Chikaraishi

Trophic isotopic discrimination of 15N/14N of amino acids in primary producers

初级生产者氨基酸 15N/14N 的营养同位素辨别

• 发表时间: 2017
• 作者: Y. Yamamoto;Y. Itoh;P. Zaumseil;M. A. Schubert;G. Capellini;K. Washio;and B. Tillack;木下直子（上野千鶴子・蘭信三・平井和子編）;Yuko Takizawa and Yoshito Chikaraishi
• 通讯作者: Yuko Takizawa and Yoshito Chikaraishi

ウィスコンシン大学(米国)

威斯康星大学（美国）

Seasonal change in H and C sources of the plant metabolism for leaf wax production

叶蜡生产植物代谢的 H 和 C 来源的季节性变化

• 发表时间: 2016
• 作者: 武島 開斗;伊藤 友樹;川島 知之;鷲尾 勝由;Yuko Takizawa and Yoshito Chikaraishi
• 通讯作者: Yuko Takizawa and Yoshito Chikaraishi