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2010 Fiscal Year Annual Research Report

光学異性体を区別するアミノ酸メタボローム分析法の開発と医療への展開

Research Project

Project/Area Number 22390007
Research InstitutionKyushu University

Principal Investigator

濱瀬 健司  九州大学, 薬学研究院, 准教授 (10284522)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 植田 正  九州大学, 薬学研究院, 教授 (90184928)
小柳 悟  九州大学, 薬学研究院, 准教授 (60330932)
Keywords分析化学 / メタボローム / アミノ酸 / 光学分割
Research Abstract

平成21年度までに達成していたタンパク質構成アミノ酸に加え、臨床化学診断に汎用される様々な非タンパク質構成遊離アミノ酸を選定し、「光学異性体を区別するアミノ酸メタボローム分析法」を開発した。これらの非タンパク質構成アミノ酸の生体内含量は極めて低いため、分析法としては微量成分の高選択的分析を可能とする二次元HPLCを利用した。併せてこれらの二次元HPLC法を用いて、各種疾病時におけるアミノ酸光学異性体を区別したメタボローム解析を行った。二次元HPLC法の構築に際し、タンパク質構成アミノ酸19種(光学異性体の存在しないグリシンを除く)、および代謝マップ上に存在するアロ体やホモ体、N-メチル化体、α-メチル化体などを含む類縁アミノ酸の光学分割条1件を決定した。これらのアミノ酸は高感度分析を行うため、また二次元HPLCでの分離を容易にするためにアミノ基をNBD-Fにより修飾し、蛍光誘導体とした。キラル固定相としてはパークル型キラル固定相10種、陰イオン交換型キラル固定相4種によるキラルスクリーニングシステムを構築し、これらの組み合わせにより検討した全化学種の光学分割を達成した。また、一次元目の逆相分離については、極めて高性能なミクロ逆相カラムが必要であり、内径1mmのミクロモノリスODSカラム、内径0.53mmのキャピラリーモノリスODSカラムにより逆相分離条件の設定を行った。上記の光学分割システムおよび逆相分離システムをオンラインで統合し、二次元HPLCによる「光学異性体を区別するアミノ酸メタボローム分析システム」を構築した。本システムにより、微量なD-アミノ酸や非タンパク質構成アミノ酸を含め、生体内における微量アミノ酸を対象としたメタボローム解析が可能となった。

  • Research Products

    (10 results)

All 2011 2010

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results) Presentation (6 results)

  • [Journal Article] Simultaneous two-dimensional HPLC determination of free D-serine and D-alanine in the brain and periphery of mutant rats lacking D-amino-acid oxidase2011

    • Author(s)
      Y.Miyoshi, K.Hamase, et al.
    • Journal Title

      Journal of Chromatography B

      Volume: (in press)

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Simultaneous determination of D-aspartic acid and D-glutamic acid in rat tissues and physiological fluids using a multi-loop two-dimensional HPLC procedure2011

    • Author(s)
      H.Han, K.Hamase, et al.
    • Journal Title

      Journal of Chromatography B

      Volume: (in press)

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] D-Serine regulates cerebellar LTD and motor coordination through the δ2 glutamate receptor2011

    • Author(s)
      W.Kakegawa, K.Hamase, et al.
    • Journal Title

      Nature Neuroscience

      Volume: (in press)

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Brain-specific Phgdh deletion reveals a pivotal role for L-serine biosynthesis in controlling the level of D-serine, an N-methyl-D-aspartate receptor co-agonist, in adult brain2010

    • Author(s)
      Jung Hoon YANG, Akira WADA, Kazuyuki YOSHIDA, Yurika MIYOSHI, Tomoko SAYANO, Kayoko ESAKI, Masami O. KINOSHITA, Shozo TOMONAGA, Norihiro AZUMA, Masahiko WATANABE, Kenji HAMASE, Kiyoshi ZAITSU, Takeo MACHIDA, Albee MESSING, Shigeyoshi ITOHARA, Yoshio HIRAB
    • Journal Title

      The Journal of Biological Chemistry

      Volume: 285 Pages: 41380-41390

    • DOI

      DOI:10.1074/jbc.M110.187443

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 高等動物体内における遊離D-アミノ酸の存在と高感度選択的分析法の開発2011

    • Author(s)
      浜瀬健司
    • Organizer
      生命の起源および進化学会第36回学術講演会
    • Place of Presentation
      福岡
    • Year and Date
      20110300
  • [Presentation] D-アミノ酸の二次元HPLC精密分析法開発と哺乳類における分布解析2010

    • Author(s)
      浜瀬健司, 他
    • Organizer
      第62回日本生物工学会大会
    • Place of Presentation
      宮崎
    • Year and Date
      20101000
  • [Presentation] 光学異性体を区別するアミノ酸次世代分析装置の開発と医療展開2010

    • Author(s)
      浜瀬健司
    • Organizer
      第47回化学関連支部合同九州大会
    • Place of Presentation
      北九州
    • Year and Date
      20100700
  • [Presentation] Simultaneous enantiomer separations of all proteinogenic amino acids using a fully-automated 2D-HPLC system and the study on accumulation of D-form in the D-amino-acid oxidase deficient animals2010

    • Author(s)
      K.Hamase, et al.
    • Organizer
      22^<nd> International Symposium on Chirality
    • Place of Presentation
      Sapporo, Japan
    • Year and Date
      20100700
  • [Presentation] 光学異性体を区別する全アミノ酸二次元HPLC一斉分析法の開発と創薬・診断への展開2010

    • Author(s)
      浜瀬健司
    • Organizer
      第23回バイオメディカル分析科学シンポジウム
    • Place of Presentation
      松島
    • Year and Date
      20100700
  • [Presentation] Two-dimensional HPLC determination of all proteinogenic amino acid enantiomers in mammalian tissues and physiological fluids2010

    • Author(s)
      K.Hamase, et al.
    • Organizer
      35^<th> International Symposium on High Performance Liquid Phase Separations & Related Techniques
    • Place of Presentation
      Boston, MA, USA
    • Year and Date
      20100600

URL: 

Published: 2012-07-19  

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