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島津合作研究：利用質(zhì)譜儀發(fā)現(xiàn)由腸道菌群產(chǎn)生的新D-氨基酸
閱讀：442 發(fā)布時(shí)間：2019-1-28協(xié)同乳業(yè)株式會(huì)社的松本光晴主干研究員、株式會(huì)社島津制作所、大阪大學(xué)-島津分析創(chuàng)新聯(lián)合研究講座的飯?zhí)镯樧犹仄附淌冢◢u津制作所分析計(jì)測(cè)事業(yè)部生命科學(xué)事業(yè)統(tǒng)籌部經(jīng)理）等小組使用大阪大學(xué)工學(xué)研究科福崎英一郎教授與島津制作所共同開發(fā)的“LC-MS/MS手性氨基酸高靈敏度同時(shí)分析法”※，開發(fā)出了高靈敏度檢測(cè)腸道菌群產(chǎn)生的手性氨基酸的分析方法。在檢測(cè)中，使用了島津製作所的島津高速液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀（LC-MS/MS）。在本分析法中，發(fā)現(xiàn)了由腸道菌群產(chǎn)生的12種游離型D-氨基酸。并確認(rèn)了其中9種D-氨基酸以游離態(tài)存在于腸腔內(nèi)。近年來，D-氨基酸在生物體內(nèi)的生理活性受到關(guān)注。通過使用本分析法，有助于推動(dòng)通過D-氨基酸的腸道菌群功能研究。該成果公布在12月17日的英國(guó)科學(xué)雜志“Scientific Reports”上。
※大阪大學(xué)研究生院工學(xué)研究科-福崎研究室開發(fā)出了無需衍生化，使用手性柱，僅需10分鐘便可對(duì)手性氨基酸進(jìn)行高靈敏度同時(shí)分析的方法。該方法在大阪大學(xué)-島津分析創(chuàng)新聯(lián)合研究講座中獲得進(jìn)一步發(fā)展，并實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品化。
概要
近年來在腸內(nèi)細(xì)菌研究領(lǐng)域，有報(bào)告稱與各種生理活性、疾病的關(guān)聯(lián)性受到關(guān)注的D-氨基酸在小腸內(nèi)將來源于腸內(nèi)細(xì)菌的D-氨基酸作為基質(zhì)，由宿主生成過氧化氫，從而殺死病原菌。但是，報(bào)告只是在盲腸內(nèi)確認(rèn)了4種腸腔內(nèi)的游離D-氨基酸，沒有關(guān)于大腸腔內(nèi)的報(bào)告案例。在本研究中，開發(fā)出了基于LC-MS/MS手性氨基酸高靈敏度同時(shí)分析法的、無需衍生化的預(yù)處理法以及檢測(cè)方法，進(jìn)行結(jié)腸內(nèi)容物檢測(cè)，并以無菌小白鼠以及普通菌群定植小白鼠的結(jié)腸內(nèi)容物為樣品，對(duì)來源于腸內(nèi)菌群的D-氨基酸的檢測(cè)進(jìn)行了嘗試。結(jié)果，檢測(cè)出了14種游離D-氨基酸，關(guān)于其中的12種（D-Ala、D-Arg、D-Asp、D-Gln、D-Glu、D-allo-Ile、D-Leu、D-Lys、D-Met、D-Phe、D-Ser、D-Trp）濃度，已確認(rèn)普通菌群定植小白鼠的濃度明顯高于無菌小白鼠，由腸內(nèi)菌群合成，并釋放至腸腔內(nèi)（下圖）。其中，D-Arg、D-Gln、D-allo-Ile、D-Leu、D-Lys、D-Met、D-Phe、D-Ser、D-Trp是從腸腔內(nèi)檢測(cè)出的物質(zhì)。此外，根據(jù)很可能與上述D-氨基酸生成相關(guān)的腸內(nèi)細(xì)菌的探索結(jié)果，顯示與Firmicutes門、特別是Lachnospiraceae科、Ruminococcaceae科、Erysipelotrichaceae科所屬細(xì)菌相關(guān)。
該結(jié)果表示，LC-MS/MS手性氨基酸高靈敏度同時(shí)分析法在結(jié)腸內(nèi)容物的手性氨基酸檢測(cè)中，可進(jìn)行高精度的定性與定量分析，適用于痕量D-氨基酸的檢測(cè)。此外，本分析法無需衍生化等復(fù)雜的樣品處理，可實(shí)現(xiàn)省時(shí)的高通量檢測(cè)。有助于推動(dòng)來源于腸內(nèi)菌群的新生理活性物質(zhì)研究，以及對(duì)備受期待的D-氨基酸為對(duì)象的研究做出貢獻(xiàn)。