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脂質合成に伴う炭素安定同位体分別の位置別同位体比計測による機構解明

研究課題

研究課題/領域番号 17F17725
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分外国
研究分野 分析化学
研究機関東京工業大学

研究代表者

吉田 尚弘  東京工業大学, 物質理工学院, 教授 (60174942)

研究分担者 JULIEN MAXIME  東京工業大学, 物質理工学院, 外国人特別研究員
研究期間 (年度) 2017-07-26 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
2018年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2017年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
キーワード位置別同位体比 / 炭素安定同位体 / 脂質合成 / 炭素安定同位体比 / 脂肪酸
研究実績の概要

石油成分である長鎖n-アルカンや天然ガス成分であるメタン、エタン、プロパンなどの炭化水素類の起源および生成・分解履歴を突き止めることは、地球学分野における重要な研究課題の1つである。これら炭化水素類の起源・履歴推定には、安定炭素同位体分析が利用される。その際には、これら炭化水素類の起源となる生物由来脂肪酸の炭素同位体的特徴とその生物学的支配要因の理解が不可欠である。
生物が作り出す脂肪酸は、糖やアミノ酸に比べ分子全体として13Cに欠乏した同位体的特徴を示すことが知られてきた。この13C欠乏は、脂肪酸合成経路における同位体効果に由来することが1977年にDeNiroらによって提案された。しかし、その後、脂肪酸の分子内位置別13C分布が1980年にHayesらによってはじめて計測され、その結果からピルビン酸デヒドロゲナーゼ酵素反応のみでは説明できない分子内位置別13C分布が見いだされた。つまり、脂肪酸の13C欠乏を導く他の要因があることが示唆された。その後、現在に至るまで、脂肪酸の13C欠乏および分子内位置別13C分布の特徴の支配要因は未解明のままである。本研究では、この生物由来脂肪酸の分子内位置別13C分布の支配要因の解明に取り組んだ。
上述のHayesらによって行われた位置別13C計測は、脂肪酸分子内の二重結合部分を計測する特殊な手法であり、脂肪酸類一般に適用できるものではなかった。さらに非常に煩雑な前処理を要するものであった。本研究では長鎖脂肪酸の位置別13C計測法を確立し、次に代謝の異なる生物種から取り出した脂肪酸に適用することで、分子内位置別13C分布を支配する代謝経路の特定を試みた。
これら位置別同位体分析技術の装置改良を行い、昨年度のi-ブタン、n-ブタンに続いて、長鎖脂肪酸の位置別同位体分析を確立して適用し、大変興味深い結果を得て現在、論文投稿準備中である。

現在までの達成度 (段落)

平成30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

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2019 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 4件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 4件)

  • [国際共同研究] ナント大学/エクスアンプロバンス大学(フランス)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] ナント大学/エクスアンプロバンス大学(フランス)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] Expanded uncertainty associated with determination of isotope enrichment factors: Comparison of two point calculation and Rayleigh-plot2018

    • 著者名/発表者名
      Maxime Julien, Alexis Gilbert, Keita Yamada, Richard J. Robins, Patrick Hohener, Naohiro Yoshida, Gerald S. Remaud
    • 雑誌名

      Talanta

      巻: 176 ページ: 367-373

    • DOI

      10.1016/j.talanta.2017.08.038

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Difficulties in differentiating natural from synthetic alkaloids by isotope ratio monitoring using 13C Nuclear Magnetic Resonance Spectrometry2018

    • 著者名/発表者名
      R. J. Robins, K. Romek, M. Grand, P. Nun, D. Diomande, M. Julien and G. S. Remaud
    • 雑誌名

      Planta Medica

      巻: 84 号: 12/13 ページ: 935-940

    • DOI

      10.1055/a-0601-7157

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Position-specific 13C fractionation during liquid-vapor transition is correlated to the strength of intermolecular interaction in the liquid phase2017

    • 著者名/発表者名
      M. Julien, P. Hohener, R. J. Robins, J. Parinet and G. S. Remaud
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem.

      巻: 121 号: 23 ページ: 5810-5817

    • DOI

      10.1021/acs.jpcb.7b00971

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Insights into the role of methionine synthase in the universal 13C depletion in O- and N-methyl groups of natural products2017

    • 著者名/発表者名
      K. Romek, A. Krzeminska, G. S. Remaud, M. Julien, P. Paneth, R. J. Robins
    • 雑誌名

      Biochem. Biophys.

      巻: 635 ページ: 60-65

    • DOI

      10.1016/j.abb.2017.10.012

    • 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 / 国際共著
  • [学会発表] Understanding biological isotope fractionation2019

    • 著者名/発表者名
      M. Julien, A. Gilbert, M. Nakagawa, K. Yamada, N. Yoshida
    • 学会等名
      7th ELSI Symposium
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Determination of intramolecular 13C isotopic composition of i- and n-butane from natural gas samples2018

    • 著者名/発表者名
      M. Julien, M. J. Goldman, N. Yoshida, A. Gilbert
    • 学会等名
      Goldschmidt 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Deconvolution of 13C position-specific fractionation associated with fatty acids biosynthesis2018

    • 著者名/発表者名
      M. Julien, A. Gilbert, M. Nakagawa, K. Yamada, N. Yoshida
    • 学会等名
      SIBS 2019
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Recent advances of position-specific isotope analysis (PSIA) of fatty acids2018

    • 著者名/発表者名
      M. Julien, A. Gilbert, M. Nakagawa, K. Yamada, N. Yoshida
    • 学会等名
      9th International Symposium on Isotopomers
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Position-Specific Isotope Analysis of long chain fatty acids2017

    • 著者名/発表者名
      M. Julien, A. Gilbert, M. Nakagawa, K. Yamada, N. Yoshida
    • 学会等名
      Journees Jeunes Chercheurs de la SFIS
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2017-07-28   更新日: 2024-03-26  

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