Method development of phycobiliprotein for quantification of biological nitrogen fixation

藻胆蛋白生物固氮定量方法的开发

• 批准号: 18J01822
• 负责人: 伊左治 雄太
• 金额: $ 2.58万
• 依托单位: Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2018
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2018-04-25 至 2021-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18J01822/
• 关键词: フィコビリタンパク質; シアノバクテリア; ヘム; 炭素同位体比; 窒素同位体比

本年度前半は、諏訪湖で採取したアオコを用いて、シアノバクテリアからフィコビリタンパク質を効率的に抽出する手法を検討した。検討した様々な条件の中で、凍結乾燥したシアノバクテリアを水で抽出する方法が最も簡便で効率が良いことが明らかになった。また、フィコビリン生合成系においてヘムはフィコビリンの上流に存在し、閉環テトラピロールであるヘムが開裂することで開環テトラピロールであるフィコビリンが合成される。したがって、ヘムのδ13C・δ15Nはフィコビリンのδ13C・δ15Nの規定要因を解明する上で有用なデータとなる。本年度前半は、生体中の主要なヘムであるヘムbの定量法および化合物レベルのδ13C・δ15N分析のための精製法に取り組んだ。夾雑物が大半を占める天然試料中に僅かに含まれるヘムbを定量・精製するために湿式分析と高速液体クロマトグラフィー法を組み合わせ、様々な分析条件の元で化合物の回収率や精製度を確認することで、分析法をほぼ確立することに成功した。確立した手法を用いて、いくつかの試料についてヘムb濃度の定量やδ13C・δ15N分析を行っている。各試料から精製したヘムbのC/N比は理論値と近い値を取っており、ヘムbを化合物レベルで精製できていることを確認できた。δ13C・δ15Nのデータは現段階で解釈することはできないが、今後培養した生物の分析を行うことでフィコビリンのδ13C・δ15Nの規定要因を解明に繋がるようなデータを得ることができるはずである。定量については海水中の粒子状物質・溶存態物質を対象に分析を行っており、ヘムbが前者には0.27 nMと高濃度で含まれているのに対し、後者にはおよそ6 pMと僅かにしか含まれていないことを見出している。このように特徴的なヘムの分布が海洋鉄循環においてどのような意味を持つのかについても今後検討・検証していく予定である。

In the first half of the year, we have adopted the following methods: The method of extracting water from the medium, freeze-drying and drying is the simplest and most effective method. The synthesis system is composed of a closed loop, a closed loop, and an open loop.δ 13C·δ 15N is the most important factor in the regulation of δ13C·δ15N. In the first half of the year, the main components of the quantitative method and the purification method of the δ 13C·δ 15N analysis of the compound were selected. The determination of the recovery rate and purification system of the compound by wet analysis and high-speed liquid analysis Establish the method for quantitative δ13C·δ15N analysis of samples The C/N ratio of each sample was refined and confirmed.δ 13C·δ 15N is the key factor for the analysis of biological elements in future culture. Quantitative analysis of particulate matter and dissolved matter in seawater is carried out. The former is 0.27 nM and the latter is 6 pM. The distribution of these characteristics means that the iron cycle in the ocean will continue to be examined and verified in the future