量身定制的提取和离子流动性质谱法使得四基酸盐维生素的同位素分析成为可能
Bernd M Mitic1,2, Diethard Mattanovich2, Stephan Hann1
1University of Natural Resources and Life Sciences Vienna, Department of Chemistry, Insitute of Analytical Chemistry, Muthgasse 18, 1190, Vienna, Austria.
研究人员开发了新的方法来跟踪酵母中的单碳代谢,使用稳定同位素标记的四基酸盐 (THF) 维生素. 这一突破使我们能够更深入地了解碳固定途径,这对于生物技术至关重要,并减少对化石燃料的依赖.
科学领域:
- 生物技术和代谢工程 生物技术和代谢工程
- 微生物生理学和生物化学
背景情况:
- 气候变化需要使用二氧化碳和衍生化学品的生物技术解决方案来固定碳.
- 一碳代谢,特别是四基酸盐 (THF) 途径,是这些固定过程的核心.
- 现有的稳定同位素追踪方法不适用于THF维他尔,限制了途径分析.
研究的目的:
- 建立一种提取和分析Komagataella phaffii.中的细胞内甲基和甲基四基叶酸 (THF) 的方法.
- 为了使THF维他命的稳定同位素标记的痕迹分析能够用于研究单碳代谢.
- 研究THF途径在K. phaffii的碳固定和代谢过程中的参与.
主要方法:
- 在Komagataella phaffii.中开发了一种细胞内甲基和甲基THF的新提取方法.
- 采用液体染色学四极飞行时间质谱法 (LC-QTOFMS) 进行同位素分析.
- 集成的离子移动性分离 (LC-IM-TOFMS) 以提高甲-THF同位素的选择性.
- 在实验中使用13C标记的形式和甲醇作为标记物.
主要成果:
- 提取的甲基和甲THF在几个小时内证明了稳定性.
- LC-QTOFMS允许甲基THF的同位素分析,而LC-IM-TOFMS是甲基THF所需的.
- 13C-标记体实验显示,在标记形式和甲醇时,甲基THF和甲基THF的M+0同位素分数显著下降.
- 标签模式表明THF途径参与氧耐受性还原型甘氨酸途径,以及酸盐到甲的体内还原.
结论:
- 建立了一个强大的方法来分析K. phaffii中的THF维生素,克服了以前稳定同位素追踪的局限性.
- 这些发现为单碳代谢提供了新的见解,包括这种酵母中的酸盐同化和甲-THF凝结.
- 这些进展支持生物技术应用的发展,用于碳捕获和利用.
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