アミノ酸の立体異性体分子レベル安定窒素同位体比解析法の研究

2009 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 20740316
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 地球宇宙化学
• 研究機関: 独立行政法人海洋研究開発機構
• 研究代表者: 高野 淑識 独立行政法人海洋研究開発機構, 海洋・極限環境生物圏領域, 研究員 (80399815)
• 連携研究者: 大河内 直彦 独立行政法人海洋研究開発機構, 海洋・極限環境生物圏領域, プログラムディレクター (00281832) ; 力石 嘉人 独立行政法人海洋研究開発機構, 海洋・極限環境生物圏領域, 研究員 (50455490)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2009
• キーワード: アミノ酸 / エナンチオマー / 安定同位体比 / 生物プロセス / 非生物プロセス

研究概要

生体を構成する分子には、光学異性体や構造異性体が存在する。身近な光学異性体の例でいうと、タンパク質を構成するアミノ酸は、基本的にL-体アミノ酸から構成され、核酸の糖は、D-体リボースから構成されることが挙げられる。また、D-アラニンなどのようにタンパク質は構成しないが、細胞内のペプチドグリカンとして局所的に高濃度に存在する場合がある。これらの他にも生体内で生理活性を持つ種々の分子は、いずれかの異性体に偏っていることが多い。本研究では、従来のキラルなキャピラリーカラムを用いた光学異性体の分離ではなく、光学活性アルコール付加によるジアステレオマー誘導体化法を導入し、自然界に存在する光学異性体および構造異性体の個々の分子レベル窒素同位体比の評価を行った。

研究成果

• [雑誌論文] Biogeography and biodiversity in sulfide structures of active and inactive vents at deep-sea hydrothermal fields of the Southern Mariana Trough. (2010)
  • 著者名/発表者名: Kato, S., Takano, Y., Kakegawa, T., Oba, H., Inoue, K., Kobayashi, C., Utsumi, M., Marumo, K., Kobayashi, K., Ito, Y., Ishibashi, J., Yamagishi, A.
  • 雑誌名: Applied and Environmental Microbiology 76 ページ: 2968-2979
  • URL: DOI:10.1128/AEM.00478-10
  • 査読あり
• [雑誌論文] Amino acid trophic level (ATL): elucidation of aquatic food web structure based on compound-specific nitrogen isotopic composition of amino acids. (2009)
  • 著者名/発表者名: Chikaraishi, Y., Ogawa, O.N., Kashiyama, Y., Takano, Y., Suga, H., Tomitani, A., Miyashita, H., Kitazato, H., Ohkouchi, N.
  • 雑誌名: Limnology and Oceanography: Method 7 ページ: 740-750
  • 査読あり
• [雑誌論文] Abundance of Zetaproteobacteria within crustal fluids in back-arc hydrothermal fields of the Southern Mariana Trough. (2009)
  • 著者名/発表者名: Kato, S., Yanagawa, K., Sunamura, M., Takano, Y., Ishibashi, J. -I., Kakegawa, T., Utsumi, M., Yamanaka, T., Toki, T., Noguchi, T., Kobayashi, K., Moroi, A., Kimura, H., Kawarabayasi, Y., Marumo, K., Urabe, T., Yamagishi, A.
  • 雑誌名: Environmental Microbiology 11 ページ: 3210-3222
  • 査読あり
• [雑誌論文] Microbial community structure, pigment composition, and nitrogen source of red snow in Antarctica. (2009)
  • 著者名/発表者名: Fujii, M., Takano, Y., Kojima, H., Hoshino, T., Tanaka, R., Fukui, M.
  • 雑誌名: Microbial Ecology
  • URL: DOI10.1007/s00248-009-9594-9.
  • 査読あり
• [雑誌論文] アミノ酸(N-ピバロイル-イソプロピルエステル誘導体)のGC/MSによる解析. (2009)
  • 著者名/発表者名: 力石嘉人, 高野淑識, 大河内直彦
  • 雑誌名: Researches in Organic Geochemistry 25 ページ: 61-70
  • 査読あり
• [雑誌論文] Organic analysis of peridotite rocks from Ashadze and Logatchev hydrothermal sites. (2009)
  • 著者名/発表者名: Bassez, M-P., Takano, Y., Ohkouchi, N.
  • 雑誌名: International Journal of Molecular Sciences 10 ページ: 2986-2998
  • 査読あり
• [雑誌論文] Compound-specific nitrogen isotope analysis of D-alanine, L-alanine, and valine: application of diastereomer separation toδ15N and microbial peptidoglycan studies. (2009)
  • 著者名/発表者名: Takano, Y., Chikaraishi, Y., Ogawa, O.N., Kitazato, H., Ohkouchi, N.
  • 雑誌名: Analytical Chemistry 81 ページ: 394-399
  • 査読あり
• [雑誌論文] Evidence for the global distribution of Chlorophyll-d. (2008)
  • 著者名/発表者名: Kashiyama, Y., Miyashita, H., Ohkubo, S., Ogawa, O.N., Chikaraishi, Y., Takano, Y., Suga, H., Toyohuku, T., Nomaki, H., Kitazato, H., Nagata, T., Ohkouchi, N.
  • 雑誌名: Science 321 ページ: 658-658
  • 査読あり
• [雑誌論文] Pore pressure penetrometers document high overpressure near the seafloor where multiple submarine landslides have occurred on the continental slope, offshore Louisiana, Gulf of Mexico. (2008)
  • 著者名/発表者名: Flemings, P.B., Long H., Dugan B., Germaine J., John C.M., Behrmann J.H., Sawyer D., IODP Expedition 308 Scientists
  • 雑誌名: Earth and Planetary Science Letters 269 ページ: 309-325
  • 査読あり
• [雑誌論文] 物質進化と極限環境の地下生物圏に関する有機地球化学的研究 (2008)
  • 著者名/発表者名: 高野淑識
  • 雑誌名: 地球化学 42 ページ: 23-40
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mineralogy and isotope geochemistry of active submarine hydrothermal field at Suiyo Seamount, Izu-Bonin Arc, West Pacific Ocean. (2008)
  • 著者名/発表者名: Marumo, K., Urabe, T., Goto, A., Takano, Y., Nakasheama, M.
  • 雑誌名: Resource Geology 58 ページ: 220-248
  • URL: doi:10.1017/S1743921308022199
  • 査読あり
• [学会発表] 海底堆積物中の古細菌が生きている直接の証拠 (2009)
  • 著者名/発表者名: 高野淑識, 力石嘉人, 小川奈々子, 野牧秀隆, 大河内直彦
  • 学会等名: 日本地球化学会
  • 発表場所: 広島
  • 年月日: 2009-09-15
• [学会発表] 海洋地殻流体中のZetaproteobacteriaとその重要性 (2009)
  • 著者名/発表者名: 加藤真吾, 柳川勝紀, 砂村倫成, 高野淑識, 石橋純一郎, 浦辺徹郎, 他
  • 学会等名: 日本地球化学会
  • 発表場所: 広島
  • 年月日: 2009-09-15
• [学会発表] Nitrogen isotopic compositions of amino acids from microorganisms as a tool for studying microbial processes. (2009)
  • 著者名/発表者名: Yamaguchi, Y.T., Y. Takano, Y. Chikaraishi, Y. Yokoyama, N. Ohkouchi
  • 学会等名: 19th International Symposium on Environmental Biogeochemistry
  • 発表場所: Humburg
  • 年月日: 2009-09-14
• [学会発表] Alkenones in sediments from freshwater and saline lakes on the Skarvsnes area, Antarctica (2009)
  • 著者名/発表者名: M. Takeda, K. Sawada, Y. Takano
  • 学会等名: 24th International Meeting on Organic Geochemistry Bremen
  • 発表場所: Organic Geochemistry Bremen
  • 年月日: 2009-09-08
• [学会発表] Elucidation of food web structures based on compound-specific nitrogen isotopic composition of amino acids (2009)
  • 著者名/発表者名: Yoshito Chikaraishi, Nanako O. Ogawa, Yuichiro Kashiyama, Yoshinori Takano, Yasuhiko Yamaguchi, Hiroshi Kitazato, Naohiko Ohkouchi
  • 学会等名: 24th International Meeting on Organic Geochemistry Bremen
  • 発表場所: Organic Geochemistry Bremen
  • 年月日: 2009-09-08
• [学会発表] Enantiomer-specific isotope analysis (ESIA) of D- and L-alanine for nitrogen isotopic composition (15N/14N) in bacterial and chemical processes (2009)
  • 著者名/発表者名: Y. Takano, Y. Chikaraishi, N.O. Ogawa, N. Ohkouchi
  • 学会等名: 24th International Meeting on Organic Geochemistry Bremen
  • 発表場所: Organic Geochemistry Bremen
  • 年月日: 2009-09-07
• [学会発表] In-situ 13C-tracer experiments for deep-sea benthic Archaea: evidence of active metabolism by membrane lipid biomarkers (2009)
  • 著者名/発表者名: Y. Takano, N.O. Ogawa, H. Nomaki, Y. Chikaraishi, H. Kitazato, N. Ohkouchi
  • 学会等名: 24th International Meeting on Organic Geochemistry
  • 発表場所: Bremen
  • 年月日: 2009-09-07
• [学会発表] 生きている指標とされるIntact Polar Lipidsとその地球化学的意味 (2009)
  • 著者名/発表者名: 高野淑識, Julius Lipp, 山口保彦, Kai-Uwe Hinrichs, 大河内直彦
  • 学会等名: 日本有機地球化学会
  • 発表場所: 松江
  • 年月日: 2009-08-05
• [学会発表] 地下生物圏の生細胞識別法および代謝活性評価法の開発:シグナルを分子レベルで分ける (2009)
  • 著者名/発表者名: 高野淑識, 小川奈々子, 力石嘉人, 大河内直彦
  • 学会等名: 地球惑星科学連合大会
  • 発表場所: 幕張
  • 年月日: 2009-05-23
• [学会発表] 微生物のアミノ酸窒素同位体組成:微生物食物連鎖の解明へ向けて (2009)
  • 著者名/発表者名: 山口保彦, 高野淑識, 力石嘉人, 大河内直彦
  • 学会等名: 地球惑星科学連合大会
  • 発表場所: 幕張
  • 年月日: 2009-05-23
• [学会発表] 「アミノ酸栄養段階」古食性解析に向けた殻体内アミノ酸同位体分析法の開発 (2009)
  • 著者名/発表者名: 柏山祐一郎, 力石嘉人, 高野淑識, 小川奈々子, 北里洋, 大河内直彦
  • 学会等名: 日本古生物学会
  • 発表場所: 沖縄
  • 年月日: 2009-02-01
• [学会発表] In-situ tracer experiment for benthic archaea: carbon isotopic evidence of active metabolism from caldarchaeol and crenarchaeol of archaeal membrane lipids (2008)
  • 著者名/発表者名: Yoshinori Takano, Hidetaka Nomaki, Nanako O. Ogawa, Yoshito Chikaraishi, Hiroshi Kitazato, Naohiko Ohkouchi
  • 学会等名: 7th International Symposium for Subsurface Microbiology (ISSM)
  • 発表場所: Shizuoka
  • 年月日: 2008-11-16
• [学会発表] Site-specific 13C/12C analysis of alanine by NMR (2008)
  • 著者名/発表者名: Y.C. Saigusa, Y. Chikaraishi, Y. Takano, H. Kitazato, N. Ohkouchi
  • 学会等名: 4th International Symposium on Isotopomers (ISI)
  • 発表場所: Tokyo
  • 年月日: 2008-10-05
• [学会発表] 分子レベルから立体異性体分子レベル窒素同位体比への展開 (2008)
  • 著者名/発表者名: 高野淑識, 力石嘉人, 小川奈々子, 北里洋, 大河内直彦
  • 学会等名: 2008年度日本地球化学会
  • 発表場所: 駒場
  • 年月日: 2008-09-18
• [学会発表] 海底での同位体トレーサー培養実験からみた古細菌の代謝活性 (2008)
  • 著者名/発表者名: 高野淑識, 野牧秀隆, 小川奈々子, 力石嘉人, 稲垣史生, 北里洋, 大河内直彦
  • 学会等名: 2008年度日本地球化学会
  • 発表場所: 駒場
  • 年月日: 2008-09-18
• [学会発表] アミノ酸の窒素同位体比分析を用いた北海道縄文時代人の食性解析 (2008)
  • 著者名/発表者名: 内藤裕一, Noah V. Honch, 大河内直彦, 小川奈々子, 力石嘉人, 高野淑識, 柏山祐一郎, 米田穣
  • 学会等名: 2008年度日本地球化学会
  • 発表場所: 駒場
  • 年月日: 2008-09-18
• [学会発表] アミノ酸の窒素同位体比を用いた食物連鎖解析 (2008)
  • 著者名/発表者名: 力石嘉人, 小川奈々子, 柏山祐一郎, 高野淑識, 北里洋, 大河内直彦
  • 学会等名: 2008年度日本地球化学会
  • 発表場所: 駒場
  • 年月日: 2008-09-18
• [学会発表] 原核生物のペプチドグリカンに含まれるD-, L-アラニンの立体異性体分子レベル窒素同位体比 (2008)
  • 著者名/発表者名: 高野淑識, 力石嘉人, 小川奈々子, 北里洋, 大河内直彦
  • 学会等名: 2008年度日本有機地球化学会
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2008-07-24
• [学会発表] Application of NMR to characterize intact polar lipids in deep biosphere (2008)
  • 著者名/発表者名: Yoshinori Takano, Fumio Inagaki, Yuki Morono, Nanako O. Ogawa, Hiroshi Kitazato, Naohiko Ohkouchi
  • 学会等名: Goldschmidt conference
  • 発表場所: Vancover, Canada
  • 年月日: 2008-07-15
• [学会発表] アミノ酸の窒素同位体比を用いた新しい古食性解析法:応用と展望 (2008)
  • 著者名/発表者名: 柏山祐一郎, 力石嘉人, 高野淑識, 小川奈々子, 北里洋, 大河内直彦, 冨田武照, 棚部一成
  • 学会等名: 2008年古生物学会年会
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2008-07-05
• [学会発表] アミノ酸の窒素同位体比を用いた新しい古食性解析法:原理 (2008)
  • 著者名/発表者名: 大河内直彦, 力石嘉人, 小川奈々子, 柏山祐一郎, 高野淑識, 北里洋
  • 学会等名: 2008年古生物学会年会
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2008-07-05
• [図書] Earth, Life, and Isotopes(edited by N.Ohkouchi, I. Tayasu, and K. Koba, Enantiomer-specific isotope analysis(ESIA) of D- and L-alanine: nitrogen isotopic hetero- and homogeneity by microbial process and chemical process.) (2010)
  • 著者名/発表者名: Takano, Y., Chikaraishi, Y., Ohkouchi, N.
  • 出版者: Kyoto University Press.(in press)
• [図書] Earth, Life, and Isotopes (edited by N. Ohkouchi, I. Tayasu, and K. Koba, Instrumental optimization for compound-specific nitrogen isotope analysis of amino acids by gas chromatography/combustion/isotope ratio mass spectrometry.) (2010)
  • 著者名/発表者名: Chikaraishi Y., Takano Y., Ogawa O.N., Ohkouchi, N.
  • 出版者: Kyoto University Press.(in press)
• [図書] Search and Detection of Life (edited by V. Basiuk, High molecular weight complex organics in interstellar space and their relevance to origins of life. Astrobiology: Emergence) (2010)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi, K., Kaneko, T., Takahashi, J. -I., Takano, Y., Yoshida, S.
  • 総ページ数: 175-186
  • 出版者: American Scientific Publishers
• [図書] Organic Matter in Space (edited by S.A. Sandford & S. Kwok, Formation of amino acid precursors with large molecular weight in dense clouds and their relevance to origins of bio-homochirality.) (2008)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi K., Kaneko T., Takano Y., Takahashi J.
  • 総ページ数: 465-472
  • 出版者: Cambridge Univ. Press.
• [備考]
  • URL: http://www.jamstec.go.jp/biogeos/j/elhrp/biogeochem/