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

Эта работа была поддержана грантами Министерства энергетики Великих озер биоэнергетики научно-исследовательский центр (DOE BER офис науки DE-FC02-07ER64494). Мы благодарны доктору Сюйдун Чжан и его членов группы за полезные обсуждения технических вопросов и бесценные комментарии по доработке протокола.

1. Подготовка проб и извлечения кислоты <ol><li> Freeze-сухих образцов почвы после коллекцию полей. </li><li> Измельчить и гомогенизации проб почвы помощью шаровой мельницы, дробилки почвы, или ступки и пестика. </li><li> Взвешивание образцов почвы (содержащие&gt; 0,3 мг N) в 25 мл колбу гидролиза. </li><li> Доб...

<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>

Представленные GC-метод, основанный на анализе aldononitrile ацетат производные кислоты и глюкозамина мурамовой обеспечивает относительно быстрый метод количественной оценки этих аминосахаров, извлеченных из почвы. Производных химически стабильны, и могут быть определены в одном анализе. ?...

<table border="1"><tbody><tr><td> Название реагента </td><td> Компания </td><td> Номер по каталогу </td></tr><tr><td> Мурамовая кислота </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> M2503-25 мг </td></tr><tr><td> D-(+)-глюкозамин гидрохлорид </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> G1514-100G </td></tr><tr><td> N-метил-D-глюкамин </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> M2004-500G </td></tr><tr><td> Мио-инозитол </td><td> Fisher Scientific </td><td> A307003G025 </td></tr><tr><td> Метанол (сухой) </td><td> Acros органических </td><td> AC326950010 </td></tr><tr><td> 4-диметиламино-пиридина </td><td> Acros органических </td><td> AC148270050 </td></tr><tr><td> Этилацетат </td><td> VWR International </td><td> BJGC100-4 </td></tr><tr><td> Hydroxlamine гидрохлорид </td><td> Fisher Scientific </td><td> H330-100 </td></tr><tr><td> Пиридин </td><td> Fisher Scientific </td><td> P368-500 </td></tr><tr><td> Ангидрида уксусной кислоты </td> &lt;TD&gt; Fisher Scientific </td><td> A10-100 </td></tr><tr><td> Дихлорметан (метиленхлорид) </td><td> Fisher Scientific </td><td> D37-500 </td></tr><tr><td> Гексан </td><td> Fisher Scientific </td><td> H303-4 </td></tr><tr><td> Соляная кислота (6M) </td><td> Fisher Scientific </td><td> S456-4 </td></tr><tr><td> Гидроксиламин гидрохлорид -15 N </td><td> Иконка услуги </td><td> IN5280 </td></tr><tr><td> Ангидрида уксусной кислоты -2 H (D 6 C 4 O 3) </td><td> Acros органических </td><td> AC174670050 </td></tr><tr><td> D-глюкоза-U-13 C </td><td> Кембридж изотопа лаборатории </td><td> CLM-1396-1 </td></tr><tr><td> Аммоний sufate -15 N </td><td> Кембридж изотопа лаборатории </td><td> NLM-713-1 </td></tr><tr><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td> Наименование оборудования </td><td> Компания </td><td> Тип </td></tr><tr><td> Rapid-Vap </td&gt; <td> Labconco </td><td> 790002 </td></tr><tr><td> Vacum насоса </td><td> KNF Neuberger </td><td> D-79112 </td></tr><tr><td> Гидролиз колбу </td><td> Fisher Scientific </td><td> 06 423A </td></tr><tr><td> Дериватизации microvial </td><td> Fisher Scientific </td><td> 06-100E </td></tr><tr><td> GC </td><td> Hewlett-Packard </td><td> 6890 </td></tr><tr><td> MS </td><td> Hewlett-Packard </td><td> 5972 </td></tr><tr><td> LC-ESI-TOF-MS </td><td> Agilent </td><td> Agilent серии 1200 ВЭЖХ системы, связанной с Agilent LC / MSD-TOF </td></tr></tbody></table>

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

Количественный подход к описанию микроорганизмов имеют решающее значение для более глубокого понимания микробной статус и функции в экосистемах. Современные стратегии для микробной анализа включают в себя как традиционные лаборатории культуры зависит от техники и те, которые основаны на прямых добычи и определение определенных биомаркеров 1, 2. Немногие среди разнообразия микробных видов, обитающих в почве может быть культурным, так культура зависит от метода внедрения значительных смещений, ограничение отсутствует в биомаркеров анализа. Глюкозамин, mannosamine, галактозамина и мурамовой кислоты, хорошо служили в качестве меры живых и мертвых масса микробов, из них глюкозамин (наиболее распространенный) и мурамовой кислоты (единственным из бактериальной клетки) являются наиболее важными составляющими в почве системы 3 , 4. Тем не менее, отсутствие знаний по анализу ограничивает широкой популяризации среди научных коллег. Среди всех Exiжалить аналитических методов, производных для aldononitrile ацетаты затем GC-анализа стала хорошим выбором в отношении оптимального баланса точность, чувствительность, простоту, хороший хроматографического разделения и стабильности на хранение образец 5. Здесь мы представляем подробный протокол для надежной и сравнительно простой анализ глюкозамин и мурамовой кислоту из почвы после их преобразования в aldononitrile ацетаты. Протокол в основном состоит из четырех этапов: кислотного разложения, образец очистки, производных и GC определения. Шаг за шагом процедуры изменение в соответствии с бывшими публикаций 6, 7. Кроме того, мы представляем стратегию структурной проверки молекулярного иона производная и ее фрагментов ион образуется при ионизации электрона. Мы обратились GC-EI-MS-SIM, LC-ESI-TOF-MS и изотопно-меченых реагентов для определения молекулярной массы aldononitrile ацетат производные глюкозамина и мурАМИК кислоты, мы использовали массовый переход изотопно-меченых производных в ионных спектра для исследования ионных фрагментов каждого производные 8. В дополнение к теоретическому выяснению, проверка молекулярного иона производного и его фрагменты иона будет полезной для исследователей, использующих δ 13 С или ионно фрагменты этих биомаркеров в биогеохимических исследований 9, 10.

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

Мы описываем метод протокола для GC на основе анализа aldonitrile ацетат производных глюкозамина и мурамовой кислота извлекается из почвы. Для выяснения химического механизма, мы также представляем стратегию, чтобы подтвердить структуру производной и ионов фрагментов, образующихся при ионизации электрона.

GC на основе обнаружения Aldononitrile ацетат производные кислоты и глюкозамина мурамовой для определения микробной остатков в почве

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

Микробных сообществ в природе и лаборатории - Интервью

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

Прямая Обнаружение ацетат формирования Деятельность киназы ацетат Фермент

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

Использование Хемостаты в Микробная системной биологии

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

Выделение Родные почвенных микроорганизмов с потенциалом для Breaking Down биоразлагаемых пластиковых Фильмы Мульча используется в сельском хозяйстве

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

Пиросеквенирования для идентификации микроорганизмов и характеристика

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

Определение жирных кислот и окисления Липогенез в первичных гепатоцитов мышей

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

Выделение конкретных областей генома и идентификации Associated молекул enChIP

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

Методы определения ставок глюкозы и жирных кислот Окисление в изолированной рабочей сердца крысы

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

Assay конкуренции плита как быстрой предварительной оценки заболевания подавления

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

Лазер-Захват Микродиссеция РНК-секвенирования для пространственной и временной ткани-специфический анализ экспрессии генов в растениях

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