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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

Research Project

Project/Area Number 16J01704
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Geochemistry/Cosmochemistry
Research InstitutionHokkaido University

Principal Investigator

滝沢 侑子  北海道大学, 大学院環境科学院, 特別研究員(DC2)

Project Period (FY) 2016-04-22 – 2018-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2017)
Budget Amount *help
¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000)
Fiscal Year 2017: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2016: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Keywords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
Outline of Annual Research Achievements

「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。

Research Progress Status

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2017 Annual Research Report
  • 2016 Annual Research Report
  • Research Products

    (10 results)

All 2018 2017 2016 Other

All Int'l Joint Research (2 results) Journal Article (2 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 2 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (6 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results,  Invited: 1 results)

  • [Int'l Joint Research] ウィスコンシン大学(米国)

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Int'l Joint Research] ウィスコンシン大学(米国)

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      2016 Annual Research Report
  • [Journal Article] Change in the <i>δ</i><sup>15</sup>N value of plant amino acids on the phenology of leaf flush and senescence2017

    • Author(s)
      Takizawa Yuko and Chikaraishi Yoshito
    • Journal Title

      Researches in Organic Geochemistry

      Volume: 33 Issue: 1 Pages: 1-6

    • DOI

      10.20612/rog.33.1_1

    • NAID

      130006476171

    • ISSN
      1344-9915, 2189-7891
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Intra-trophic isotopic discrimination of 15N/14N for amino acids in autotrophs: implication for nitrogen dynamics in ecological studies2017

    • Author(s)
      Yuko Takizawa, Prarthana S. Dharampal, Shawn A. Steffan, Yoshinori Takano, Naohiko Ohkouchi, and Yoshito Chikaraishi
    • Journal Title

      Ecology and Evolution

      Volume: 印刷中 Issue: 9 Pages: 2916-2924

    • DOI

      10.1002/ece3.2866

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] アミノ酸窒素同位体比から見る生態系におけるエネルギーフロー2018

    • Author(s)
      滝沢侑子
    • Organizer
      第65回 日本生態学会大会 シンポジウム S-06「アミノ酸の窒素安定同位体比がせまる栄養段階研究の最前線」
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Trophic isotopic discrimination of 15N/14N of amino acids in primary producers2017

    • Author(s)
      Yuko Takizawa and Yoshito Chikaraishi
    • Organizer
      ASLO 2017 Aquatic Sciences Meeting
    • Place of Presentation
      ホノルル(アメリカ合衆国)
    • Year and Date
      2017-03-01
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Heterotrophic production of plant leaf lipids is highly active throughout season: isotopic evidence on amino acids and lipids2017

    • Author(s)
      Takizawa Yuko and Chikaraishi Yoshito
    • Organizer
      28th International Meeting on Organic Geochemistry
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Isotopic discrimination of 15N/14N associated with the catabolism of plant amino acids in spring blooms2016

    • Author(s)
      Yuko Takizawa and Yoshito Chikaraishi
    • Organizer
      International Congress of Entomology 2016
    • Place of Presentation
      オーランド(アメリカ合衆国)
    • Year and Date
      2016-09-29
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Seasonal change in H and C sources of the plant metabolism for leaf wax production2016

    • Author(s)
      Yuko Takizawa and Yoshito Chikaraishi
    • Organizer
      Biomarkers and Molecular Isotopes: International Workshop of Organic Geochemistry
    • Place of Presentation
      箕面観光ホテル(大阪府箕面市)
    • Year and Date
      2016-07-04
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Catabolic production in plants: significant influence for CHN isotopes in lipids and amino acids2016

    • Author(s)
      Yuko Takizawa, Yoshinori Takano, Naohiko Ohkouchi, Masanobu Yamamoto, Yoshito Chikaraishi
    • Organizer
      Goldschmidt 2016
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜(神奈川県横浜市)
    • Year and Date
      2016-06-29
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2016-05-17   Modified: 2024-03-26  

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