脂肪酸13C Isotopologue プロファイリング栄養炭素転送および無脊椎動物消費者の脂質代謝への洞察力を提供します。
Summary
すなわち、分子全体消費者組織への伝達と脂肪酸の同化脂肪酸の栄養マーカー アプローチ変更が小さい土壌無脊椎動物の脂肪酸代謝の知識のギャップによって妨げられて無またはマイナー。Isotopologue ・ プロファイリングは、栄養相互作用を分離するための貴重なツールとして提供されます。
Abstract
通常完全な分子として同化、マイナーまたはなしの変更は、異なる栄養段階の間食事ルーティングできるように消費者組織に転送されるため、脂肪酸 (FAs)、食物網の生態学的に有用なバイオ マーカーです。しかし、FA 栄養マーカー アプローチはまだ土壌動物相の脂質代謝の限られた知識によって妨げられます。この調査は、脂肪酸代謝経路の 2 つの広範な土壌トビムシ、 Protaphorura fimataとHeteromurus 光沢苔のトレーサーとして完全ラベル パルミチン酸 (13C16:0、99 の atom %) を使用しました。運命、この前駆体の新陳代謝の変更を調査するために isotopologue のプロファイリングの手法を提案する単一イオンのモニタリングを用いた質量分析法によって行います。さらに、上流の研究室実験を供給、抽出および支配的な脂質画分 (中性脂質、リン脂質) と関連数式および計算のメチル化して説明します。Isotopologue プロファイリング13C 標識前駆体由来の脂肪酸で全体の13C 濃縮収量のみではなく、また親イオン (すなわちFA の分子イオンの質量を超える isotopologues のパターンを生成M+) それぞれのラベルの 1 つまたは複数の質量単位(M+1、+2M、M+3等)で FA。この知識は、デノボ合成と比較して完全に消費された FA の栄養経路の比率に結論をことができます。Isotopologue のプロファイリングは、栄養相互作用を分離する土壌動物における脂肪酸代謝の評価のための便利なツールとして使用することをお勧めします。
Introduction
土壌など不可解な生息地で栄養関係解決困難な動物のサイズが小さいによってさらに制限されます。最後の十年は、フィールド条件1,2,3の下の土壌動物相の供給戦略を定義するためのバイオ マーカーとしての脂肪酸の使用で特に、生化学的な生態学の進歩を見ています。これは全体の分子として消費者組織のリソースから脂肪酸を組み込むことができるという事実に基づく、食事ルーティング4と呼ばれる、プロセス。脂肪酸の転送は、以上 3 つ栄養のレベル、すなわち、菌類から粘管目5線虫に報告されています。最近では、捕食動物は、6、7を考慮され、土壌食物網における栄養マーカーとして脂肪酸の最初のレビューが公開された8,9をされています。
栄養相互作用の詳細については、脂肪酸の安定同位体プロービング (FA SIP) によって達成されます。13C の定量/ダイエットと消費することができます脂肪酸12C 比バイナリ リンクのせいと関連付けられている炭素フローを見積もるし、地上波で採用されている、淡水、海洋の食物網10,11 ,12,13。基本的な前提は、ルーティングされた脂肪酸が酵素プロセスの対象とはしたがっての13C 信号、すなわち、 13C/12C 消費者の脂肪酸の比はダイエット1に類似しています。ただし、食物連鎖を13C 署名の段階的な減少は栄養研究14,,1516FA SIP の広範なアプリケーションをそれにより妨げる水生システムで報告されています。さらに、地上の食物網におけるほとんどの無脊椎動物の脂質代謝の知識はまだ限られています。
栄養マーカー脂肪酸食物網生態学における定量的炭素フローの決定のための手段としての使用のための消費者における脂質代謝経路の理解が欠かせません。念頭、 13C isotopologue のプロファイリングは、原理的にはすべての生物学的システムの17、炭素代謝の調査のため適用できる有望な方法であります。13C 標識炭素基板、 13C 代謝ネットワーク内の分布の導入は消費者を特定の isotopologue 分布の生成された代謝産物からトレースできます。これは定量核代謝共鳴分光法18,19または質量20,は21、その高いため低バイオマス後者の支持された生体試料によって評価されることができます。感度。
ただし、isotopologue プロファイルがされて正常にアミノ酸に適用し、細菌性病原体17,22,23, 脂肪酸の実装の体内の炭素代謝に洞察力を提供酸が遅れています。安定同位体標識前駆体脂肪酸、その食物ルーティングや劣化、土壌無脊椎動物の消費者に β 酸化を介しての運命の最初の詳細な分析、最近メンツェルらによって実行されました。24. 13C 標識脂肪酸 isotopologue による頻繁な土壌無脊椎動物、トビムシ、キーの子孫の後で導入実験の方法論的基礎を提供するここでは。これらの植栽は、土壌食物網とがよく、栄養マーカー脂肪酸8,25の調査の重要なコンポーネントは、フォームの良いモデル グループです。
栄養マーカー脂肪酸食物網生態学における定量的炭素フローの決定のための手段としての使用のための消費者における脂質代謝経路の理解が欠かせません。現在のプロトコルは、トビムシから実験、および抽出および支配的な脂質画分 (中性脂質、リン脂質) のメチル化のための生化学的なプロシージャを供給所のデザインと設定を与えます。質量分析法による脂肪酸の isotopologue 組成を分析する方法について説明し、関連の数式と計算について説明します。この手順の結果: (i) 1 つ以上によって (すなわち、脂肪酸分子イオン M+) 親イオンの質量を超える isotopologues の比質量単位 (M+1、+2M、M+3、等) および (ii) 全体1313C 標識前駆体由来の脂肪酸で C 濃縮。このアプローチは、これらは、成功したラベルの吸収量を確保するための制御された条件下で十分な量の培養とその後を前提に他の捕食者-被食者相互作用に適用できる一般にトビムシに使用、検証します。
Protocol
Representative Results
Discussion
Isotopologue のプロファイル
FAs 13C 分布の定量的側面の詳細な分析では、炭素の食物網でのパーティション分割を割り当てるには最先端の技術を必要があります。現在の仕事は isotopologue 13C を評価するためにプロファイリングを採用/熱帯の相互作用のための共通の FA バイオ マーカー12C 比。このメソッドでは、液体クロマトグラフィー (…
Acknowledgements
R ・ メンツェルとドイツ研究振興協会 (RU RU780/11-1) によって L. ・ ルッスの財政支援は、感謝します。R. Nehring RU 780/10-1 によって資金を供給されました。最後に、原稿の校正のため博士ハシバミ Ruvimbo Maboreke に非常に感謝しています。
Materials
| neoLab-Round jars | neoLab | 2-1506 | 69 x 40 mm, 10 pacs/pack |
| Charcoal activated | Carl Roth | X865.1 | p.a., powder, CAS No. 7440-44-0 |
| Alabaster Dental | RÖHRICH-GIPSE | — | http://www.roehrich-gipse.de/dentalgipse.php |
| Chloroform | Carl Roth | 7331.1 | HPLC ≥ 99,9 % |
| Methanol | Carl Roth | P717.1 | HPLC ≥ 99,9 % |
| Hexan | Carl Roth | 7339.1 | HPLC ≥ 98 % |
| tert-Butyl methyl ether (MTBE) | Carl Roth | T175.1 | HPLC ≥ 99,5 % |
| Aceton | Carl Roth | 7328.2 | HPLC ≥ 99,9 % |
| NaOH | Carl Roth | 6771.1 | p.a. ≥99 %, in pellets |
| di-Natriumhydrogenphosphat | Carl Roth | P030.1 | p.a. ≥99 % , water free |
| Na-dihydrogenphosphat Dihydrat | Carl Roth | T879.1 | p.a. ≥99 % |
| Hypochloric acid (6 N) | VWR International | 26,115,000 | AVS TITRINORM vol. solution |
| Bond Elut (Columns) | Agilent Tech. | 14102037 | HF Bond Elut-SI, 500 mg, 3 mL, 50/PK |
| Präparatengläser Duran | Glasgerätebau Ochs | 135215 | Ø 16 x 100 mm, plus screw cap with handy knurl and integrated PTFE/silicone gasket |
| Supelco 37 Component FAME Mix | Sigma-Aldrich | 47885-U Supelco | 10 mg/mL in methylene chloride, analytical standard |
| FlowMesh | Carl Roth | 2796.1 | Polypropylene mesh, approximately 0.3 mm thick, with 1 mm strand spacing |
| Bacterial Acid Methyl Ester (BAME) Mix | Sigma-Aldrich | 47080-U Supelco | 10 mg/mL in methyl caproate, analytical standard |
| Methyl nonadecanoate | Sigma-Aldrich | 74208 | analytical standard ≥ 98.0 % |
| Hexadecanoic acid-1-13C (Palmitic) | Larodan Fine Chemicals | 78-1600 | GC ≥ 98.0 % (13C: 99.0 %) |
| RVC 2-25 CDplus | Martin Christ Gefrier-trocknungsanlagen | Compact benchtop midi concentrator | |
| Alpha 2-4 LDplus | Martin Christ Gefrier-trocknungsanlagen | Drying manifold | |
| MZ 2C NT | Vacuubrand GMBH | Vacuum pump | |
| Roto-Shake Genie | Scientific Industries | Combined rocking and rotating device | |
| XP64 Micro Comparator | Mettler Toledo | Super high precision balance | |
| GC-System 7890A | Agilent Tech. | Gas chromatograph | |
| 7000 GC/MS Triple Quad | Agilent Tech. | Triple Quad mass spectrometer | |
| 7683B Series Injector | Agilent Tech. | Sample injector | |
| Heraeus Multifuge 3SR+ | Thermo Scientific | Centrifuge with 10 ml tube rotor |
Referencias
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