Name: gc-based detection of aldononitrile acetate derivatized glucosamine and muramic acid for microbial residue determination in soil
Uploaded: 2012-05-19T14:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about GC-based Detection of Aldononitrile Acetate Derivatized Glucosamine and Muramic Acid for Microbial Residue Determination in Soil at JoVE.com

この作品は、DOE五大湖バイオエネルギー研究センター（DE-FC02-07ER64494 DOE科学BERオフィス）からの補助金によってサポートされていました。我々はプロトコルを完成させる上で有用な技術的な議論と貴重なコメントのための博士旭東張と彼のグループのメンバーに感謝しています。

1。サンプルの調製と酸抽出<ol><li>凍結乾燥した土壌サンプルのフィールドコレクションの後に。 </li><li>ボールミル、土壌グラインダー、または乳鉢と乳棒を用いて土壌試料を粉砕して均質化する。 </li><li> 25mLの加水分解フラスコに土壌サンプルを（&gt; 0.3 mgのNを含む）を量る。 </li><li>しっかりと、それぞれの加水分解フラスコに10mLの6M HClをフラスコにN 2ガ ​​スを充填し、キャ?...

<ol>
	<li>Zelles, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fatty+acid+patterns+of+phospholipids+and+lipopolysaccharides+in+the+characterisation+of+microbial+communities+in+soil:+a+review.">Fatty acid patterns of phospholipids and lipopolysaccharides in the characterisation of microbial communities in soil: a review.</a> Biology and Fertility of Soils. 29, 111-129 (1999).</li><li>Kirk, J. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Methods+of+studying+soil+microbial+diversity.">Methods of studying soil microbial diversity.</a> Journal of Microbiological Methods. 58, 169-188 (2004).</li><li>Joergensen, R. G., Emmerling, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Methods+for+evaluating+human+impact+on+soil+microorganisms+based+on+their+activity,+biomass,+and+diversity+in+agricultural+soils.">Methods for evaluating human impact on soil microorganisms based on their activity, biomass, and diversity in agricultural soils.</a> Journal of Plant Nutrition and Soil Science. 169, 295-309 (2006).</li><li>Guggenberger, G., Frey, S. D., Six, J., Paustian, K., Elliott, E. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bacterial+and+fungal+cell-wall+residues+in+conventional+and+no-tillage+agroecosystems.">Bacterial and fungal cell-wall residues in conventional and no-tillage agroecosystems.</a> Soil Science Society of America Journal. 63, 1188-1198 (1999).</li><li>Amelung, W., Lal, R., Kimble, J. M., Follett, R. F., Stewart, B. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Assessment Methods for Soil Carbon. , 233-270 (2001).</li><li>Guerrant, G. O., Moss, C. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Determination+of+monosaccharides+as+aldononitrile,+O-methyloxime,+alditol,+and+cyclitol+acetate+derivatives+by+gas-chromatography.">Determination of monosaccharides as aldononitrile, O-methyloxime, alditol, and cyclitol acetate derivatives by gas-chromatography.</a> Analytical Chemistry. 56, 633-638 (1984).</li><li>Zhang, X., Amelung, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Gas+chromatographic+determination+of+muramic+acid,+glucosamine,+mannosamine,+and+galactosamine+in+soils.">Gas chromatographic determination of muramic acid, glucosamine, mannosamine, and galactosamine in soils.</a> Soil Biology and Biochemistry. 28, 1201-1206 (1996).</li><li>Liang, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Investigation+of+the+molecular+ion+structure+for+aldononitrile+acetate+derivatized+muramic+acid.">Investigation of the molecular ion structure for aldononitrile acetate derivatized muramic acid.</a> Journal of Microbiological Methods. 86, 224-230 (2011).</li><li>He, H., Xie, H., Zhang, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+novel+GC/MS+technique+to+assess+15N+and+13C+incorporation+into+soil+amino+sugars.">A novel GC/MS technique to assess 15N and 13C incorporation into soil amino sugars.</a> Soil Biology and Biochemistry. 38, 1083-1091 (2006).</li><li>Glaser, B., Gross, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Compound-specific+delta+13C+analysis+of+individual+amino+sugars+-+a+tool+to+quantify+timing+and+amount+of+soil+microbial+residue+stabilization.">Compound-specific delta 13C analysis of individual amino sugars - a tool to quantify timing and amount of soil microbial residue stabilization.</a> Rapid Communications in Mass Spectrometry. 19, 1409-1416 (2005).</li><li>Liang, C., Balser, T. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mass+spectrometric+characterization+of+amino+sugar+aldononitrile+acetate+derivatives+used+for+isotope+enrichment+assessment+of+microbial+residues.">Mass spectrometric characterization of amino sugar aldononitrile acetate derivatives used for isotope enrichment assessment of microbial residues.</a> Soil Biology and Biochemistry. 42, 904-909 (2010).</li><li>Liang, C., Pedersen, J. A., Balser, T. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Aminoglycoside+antibiotics+may+interfere+with+microbial+amino+sugar+analysis.">Aminoglycoside antibiotics may interfere with microbial amino sugar analysis.</a> Journal of Chromatography A. 1216, 5296-5301 (2009).</li></ol>

aldononitrile酢酸誘導体、グルコサミンおよびムラミン酸の分析のための提示GCベースの方法は、土壌から抽出されたこれらのアミノ糖を定量するため、比較的迅速な方法を提供する。誘導体は化学的に安定であり、1回の分析で決定することができます。メソッドは、土壌サンプルに限定されるものではなく、非土壌マトリックスからのサンプルに簡略化することができます。 <p class="jove_con...

<table border="1"><tbody><tr><td> 試薬の名前 </td><td> 会社 </td><td> カタログ番号 </td></tr><tr><td>ムラミン酸</td><td> Sigma-Aldrich社</td><td> M2503-25mgを</td></tr><tr><td> D-（+） - グルコサミン塩酸塩</td><td> Sigma-Aldrich社</td><td> G1514-100G </td></tr><tr><td> N-メチル-D-グルカミン</td><td> Sigma-Aldrich社</td><td> M2004-500G </td></tr><tr><td>ミオイノシトール</td><td>フィッシャー·サイエンティフィック</td><td> A307003G025 </td></tr><tr><td>メタノール（ドライ） </td><td>アクロスの有機物</td><td> AC3269500​​10 </td></tr><tr><td> 4 - ジメチルアミノピリジン</td><td>アクロスの有機物</td><td> AC148270050 </td></tr><tr><td>酢酸エチル</td><td> VWRインターナショナル</td><td> BJGC100-4 </td></tr><tr><td> Hydroxlamine塩酸塩</td><td>フィッシャー·サイエンティフィック</td><td> H330-100 </td></tr><tr><td>ピリジン</td><td>フィッシャー·サイエンティフィック</td><td> P368-500 </td></tr><tr><td>無水酢酸</td> &lt;TD&gt;フィッシャー·サイエンティフィック</td><td> A10-100 </td></tr><tr><td>ジクロロメタン（塩化メチレン） </td><td>フィッシャー·サイエンティフィック</td><td> D37-500 </td></tr><tr><td>ヘキサン</td><td>フィッシャー·サイエンティフィック</td><td> H303-4 </td></tr><tr><td>塩酸（6M） </td><td>フィッシャー·サイエンティフィック</td><td> S456-4 </td></tr><tr><td>ヒドロキシルアミン塩酸塩-15 N </td><td>アイコンサービス</td><td> IN5280 </td></tr><tr><td>無水酢酸-2 H（D 6 C 4 O 3） </td><td>アクロスの有機物</td><td> AC174670050 </td></tr><tr><td> D-グルコース-U -13 C </td><td>ケンブリッジアイソトープ実験室</td><td> CLM-1396から1 </td></tr><tr><td>アンモニウムsufate -15 N </td><td>ケンブリッジアイソトープ実験室</td><td> NLM-713から1 </td></tr><tr><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td> 機器の名前 </td><td> 会社 </td><td> タイプ </td></tr><tr><td>ラピッドバップ</td&gt; <td> LabConco </td><td> 790002 </td></tr><tr><td> Vacumポンプ</td><td> KNF Neuberger </td><td> D-79112 </td></tr><tr><td>加水分解フラスコ</td><td>フィッシャー·サイエンティフィック</td><td> 06 423A </td></tr><tr><td>マイクロバイアル誘導体化</td><td>フィッシャー·サイエンティフィック</td><td> 06-100E </td></tr><tr><td> GC </td><td>ヒューレット·パッカード</td><td> 6890 </td></tr><tr><td> MS </td><td>ヒューレット·パッカード</td><td> 5972 </td></tr><tr><td> LC-ESI-TOF-MS </td><td>アジレント</td><td> Agilent 1200シリーズHPLCシステムは、Agilent LC / MSD-TOFに結合</td></tr></tbody></table>

gc-based detection of aldononitrile acetate derivatized glucosamine and muramic acid for microbial residue determination in soil

微生物を特徴付けるに定量的なアプローチは、生態系内の微生物の状態や機能の広範な理解のために重要である。微生物の分析のための現在の戦略は、従来の研究室文化に依存する技術と直接抽出し、特定のバイオマーカー1、2の決定に基づいて、それらの両方が含まれます。土壌に生息する微生物種の多様性の間でいくつかを培養し、その文化に依存する方法は重要なバイアス、バイオマーカー分析ではない制限を導入することができます。 これらのグルコサミン（最も豊富に存在する）と、ムラミン酸のグルコサミン、マンノサミン、ガラクトサミンとムラミン酸だけでなく生者と死者の微生物の質量の両方の対策として供されているが、（一意細菌細胞から）3土壌システムで最も重要な成分である、4。しかし、分析に関する知識の欠如は、科学的なピア間の幅広い普及を制限します。すべてのEXIの間で分析方法刺す、GCベースの分析に続いてaldononitrileに誘導体化アセテートは良い最適のバランス精度に関してオプション性、感度、シンプルさ、優れたクロマトグラフ分離、およびサンプル·ストレージ·5時の安定性として浮上している。 ここでは、aldononitrile酢酸への変換後の土壌からのグルコサミンとムラミン酸の信頼性が高く、比較的単純な分析のための詳細なプロトコルを提示します。酸分解、サンプル精製、誘導体化とGC決定：プロトコルは、主に4つのステップで構成されています。ステップバイステップの手順は、前者の刊行物6,7に応じて変更されています。加えて、我々は電子イオン化により形成される構造誘導体の分子イオンを検証するための戦略とそのイオンの断片を提示します。我々はaldononitrile酢酸誘導体、グルコサミンとMURの分子量を決定するためにGC-EI-MS-SIM、LC-ESI-TOF-MSおよび同位体標識試薬を適用しアミック酸、我々は、各デリバティブ8のイオンフラグメントを調べるためのイオンスペクトルの同位体で標識した誘導体の質量シフトを使用していました。理論的な解明に加えて、分子の誘導体のイオンとそのイオンフラグメントの検証では、生物地球化学的研究9、10に、これらのバイオマーカーのδ13 Cまたはイオンフラグメントを使用して研究者に有用であろう。

Watch this Scientific Journal Video about GC-based Detection of Aldononitrile Acetate Derivatized Glucosamine and Muramic Acid for Microbial Residue Determination in Soil at JoVE.com

GC-based Detection of Aldononitrile Acetate Derivatized Glucosamine and Muramic Acid for Microbial Residue Determination in Soil

我々は、グルコサミンや土壌から抽出されたムラミン酸のaldonitrile酢酸誘導体のGC-ベースの分析のためのメソッドがプロトコルを記述します。化学的機構の解明のために、我々はまた、デリバティブおよび電子イオン化により形成されるイオンフラグメントの構造を確認するための戦略を提示します。

土壌中の微生物の残留決定のためのAldononitrile酢酸誘導体化グルコサミンとムラミン酸のGCベースの検出

Quantitative approaches to characterizing microorganisms are crucial for a broader understanding of the microbial status and function within ecosystems. ...

Research

JoVE Journal

Biology

Microbial Communities in Nature and Laboratory - Interview

自然と実験室での微生物群集 - インタビュー

Direct Detection of the Acetate-forming Activity  of the Enzyme Acetate Kinase

酵素酢酸キナーゼのアセテート形成活性の直接検出

Acetate kinase, a member of the acetate and sugar kinase-Hsp70-actin (ASKHA) enzyme superfamily1-5, is responsible for the reversible phosphorylation of ...

The Use of Chemostats in Microbial Systems Biology

微生物システム生物学のケモスタットの使用

Cells regulate their rate of growth in response to signals from the external world. As the cell grows, diverse cellular processes must be coordinated ...

Isolation of Native Soil Microorganisms with Potential for Breaking Down Biodegradable Plastic Mulch Films Used in Agriculture

農業で使用する生分解性プラスチックマルチフィルムを分解するための可能性を持つネイティブ土壌微生物の分離

Fungi native to agricultural soils that colonized commercially available biodegradable mulch (BDM) films were isolated and assessed for potential to ...

Pyrosequencing for Microbial Identification and Characterization

微生物の同定とキャラクタリゼーションのためのパイロシーケンシング

Pyrosequencing is a versatile technique that facilitates microbial genome sequencing that can be used to identify bacterial species, discriminate ...

Determination of Fatty Acid Oxidation and Lipogenesis in Mouse Primary Hepatocytes

マウス初代肝細胞における脂肪酸酸化および脂質生成の決意

Lipid metabolism in liver is complex. In addition to importing and exporting lipid via lipoproteins, hepatocytes can oxidize lipid via fatty acid ...

Isolation of Specific Genomic Regions and Identification of Associated Molecules by enChIP

enChIPによって特定のゲノム領域と関連する分子の同定の単離

The identification of molecules associated with specific genomic regions of interest is required to understand the mechanisms of regulation of the ...

Methods for the Determination of Rates of Glucose and Fatty Acid Oxidation in the Isolated Working Rat Heart

単離されたワーキングラット心臓におけるグルコースおよび脂肪酸酸化の宿泊料金を決意するための方法

The mammalian heart is a major consumer of ATP and requires a constant supply of energy substrates for contraction. Not surprisingly, alterations of ...

A Plate Competition Assay As a Quick Preliminary Assessment of Disease Suppression

病抑制のクイックの予備評価として板競争の試金

The goal was to develop and optimize a simple, affordable, and effective bioassay to detect disease suppressive ability of a specific compost against ...

Laser-Capture Microdissection RNA-Sequencing for Spatial and Temporal Tissue-Specific Gene Expression Analysis in Plants

植物における空間的および時間的組織特異的な遺伝子発現解析のためのレーザー捕捉マイクロ解離RNAシーケンシング

The development of a complex multicellular organism is governed by distinct cell types that have different transcriptional profiles. To identify ...