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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

研究課題

研究課題/領域番号 16J01704
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 地球宇宙化学
研究機関北海道大学

研究代表者

滝沢 侑子  北海道大学, 大学院環境科学院, 特別研究員(DC2)

研究期間 (年度) 2016-04-22 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
2017年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2016年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
キーワード分子内安定同位体 / 有機化合物 / 脂肪酸 / アミノ酸 / 植物 / 異化 / 分解
研究実績の概要

「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。

現在までの達成度 (段落)

29年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

29年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて 2018 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 5件、 招待講演 1件)

  • [国際共同研究] ウィスコンシン大学(米国)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] ウィスコンシン大学(米国)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [雑誌論文] Change in the <i>δ</i><sup>15</sup>N value of plant amino acids on the phenology of leaf flush and senescence2017

    • 著者名/発表者名
      Takizawa Yuko and Chikaraishi Yoshito
    • 雑誌名

      Researches in Organic Geochemistry

      巻: 33 号: 1 ページ: 1-6

    • DOI

      10.20612/rog.33.1_1

    • NAID

      130006476171

    • ISSN
      1344-9915, 2189-7891
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Intra-trophic isotopic discrimination of 15N/14N for amino acids in autotrophs: implication for nitrogen dynamics in ecological studies2017

    • 著者名/発表者名
      Yuko Takizawa, Prarthana S. Dharampal, Shawn A. Steffan, Yoshinori Takano, Naohiko Ohkouchi, and Yoshito Chikaraishi
    • 雑誌名

      Ecology and Evolution

      巻: 印刷中 号: 9 ページ: 2916-2924

    • DOI

      10.1002/ece3.2866

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      滝沢侑子
    • 学会等名
      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」
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Trophic isotopic discrimination of 15N/14N of amino acids in primary producers2017

    • 著者名/発表者名
      Yuko Takizawa and Yoshito Chikaraishi
    • 学会等名
      ASLO 2017 Aquatic Sciences Meeting
    • 発表場所
      ホノルル(アメリカ合衆国)
    • 年月日
      2017-03-01
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Heterotrophic production of plant leaf lipids is highly active throughout season: isotopic evidence on amino acids and lipids2017

    • 著者名/発表者名
      Takizawa Yuko and Chikaraishi Yoshito
    • 学会等名
      28th International Meeting on Organic Geochemistry
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Isotopic discrimination of 15N/14N associated with the catabolism of plant amino acids in spring blooms2016

    • 著者名/発表者名
      Yuko Takizawa and Yoshito Chikaraishi
    • 学会等名
      International Congress of Entomology 2016
    • 発表場所
      オーランド(アメリカ合衆国)
    • 年月日
      2016-09-29
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Seasonal change in H and C sources of the plant metabolism for leaf wax production2016

    • 著者名/発表者名
      Yuko Takizawa and Yoshito Chikaraishi
    • 学会等名
      Biomarkers and Molecular Isotopes: International Workshop of Organic Geochemistry
    • 発表場所
      箕面観光ホテル(大阪府箕面市)
    • 年月日
      2016-07-04
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Catabolic production in plants: significant influence for CHN isotopes in lipids and amino acids2016

    • 著者名/発表者名
      Yuko Takizawa, Yoshinori Takano, Naohiko Ohkouchi, Masanobu Yamamoto, Yoshito Chikaraishi
    • 学会等名
      Goldschmidt 2016
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(神奈川県横浜市)
    • 年月日
      2016-06-29
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2016-05-17   更新日: 2024-03-26  

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