Name: enzymatic synthesis of epoxidized metabolites of docosahexaenoic, eicosapentaenoic, and arachidonic acids
Uploaded: 2019-06-28T15:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Enzymatic Synthesis of Epoxidized Metabolites of Docosahexaenoic, Eicosapentaenoic, and Arachidonic Acids at JoVE.com

Bu çalışma, R00 ES024806 (Ulusal Sağlık Enstitüleri), DMS-1761320 (Ulusal Bilim Vakfı) ve Michigan State University 'den başlangıç fonları tarafından finanse edilmektedir. Yazarlar, enzimatik reaksiyon optimizasyonu ve Dr. Tony Schilmiller (MSU Kütle Spektrometrisi ve Metabolomics tesisi) ile ilgili yardım için Dr. Jun Yang 'a (Davis 'de California Üniversitesi) ve Lalitha Karchalla 'ya (Michigan Devlet Üniversitesi) teşekkür etmek istiyor HRMS veri edinme ile ilgili yardım için.

DIKKAT: listelenen kimyasalları kullanmadan önce lütfen tüm ilgili malzeme güvenlik veri sayfalarına (MSDS) danışın.
1. vahşi tip BM3 ifadesi
<ol><li>PBS-bm3 transfekte DH5α E. coli (Dr. F. Ann Walker 'dan cömert bir bağış) içinde 5 ml steril lb suyu ile 0,5 mg ampisilin 20 ml kültür tüpüne eklendi.</li>
	<li>200 rpm 'de 24 saat için 37 °C ' de bir shaker içinde hücre kültürünü inkük. Gece marş kültürü (5 mL) ekleyin ve 100 bir FERNBACH veya Erlenmey...

<ol>
	<li>Campbell, W. B., Gebremedhin, D., Pratt, P. F., Harder, D. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Identification+of+epoxyeicosatrienoic+acids+as+endothelium-derived+hyperpolarizing+factors.">Identification of epoxyeicosatrienoic acids as endothelium-derived hyperpolarizing factors.</a> Circulation Research. 78, 415-423 (1996).</li><li>Ulu, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+omega-3+epoxide+of+docosahexaenoic+acid+lowers+blood+pressure+in+angiotensin-II-dependent+hypertension.">An omega-3 epoxide of docosahexaenoic acid lowers blood pressure in angiotensin-II-dependent hypertension.</a> Journal of Cardiovascular Pharmacology. 64, 87-99 (2014).</li><li>Ye, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cytochrome+p-450+epoxygenase+metabolites+of+docosahexaenoate+potently+dilate+coronary+arterioles+by+activating+large-conductance+calcium-activated+potassium+channels.">Cytochrome p-450 epoxygenase metabolites of docosahexaenoate potently dilate coronary arterioles by activating large-conductance calcium-activated potassium channels.</a> Journal of Pharmacology and Experimental Therapeutics. 303, 768-776 (2002).</li><li>Imig, J. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Epoxyeicosatrienoic+acids,+hypertension,+and+kidney+injury.">Epoxyeicosatrienoic acids, hypertension, and kidney injury.</a> Hypertension. 65, 476-682 (2015).</li><li>Capozzi, M. E., Hammer, S. S., McCollum, G. W., Penn, J. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Epoxygenated+fatty+acids+inhibit+retinal+vascular+inflammation.">Epoxygenated fatty acids inhibit retinal vascular inflammation.</a> Scientific Reports. 6, 39211 (2016).</li><li>Zou, A. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Stereospecific+effects+of+epoxyeicosatrienoic+acids+on+renal+vascular+tone+and+K(+)-channel+activity.">Stereospecific effects of epoxyeicosatrienoic acids on renal vascular tone and K(+)-channel activity.</a> American Journal of Physiology. 270, F822-F832 (1996).</li><li>Lauterbach, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cytochrome+P450-dependent+eicosapentaenoic+acid+metabolites+are+novel+BK+channel+activators.">Cytochrome P450-dependent eicosapentaenoic acid metabolites are novel BK channel activators.</a> Hypertension. 39, 609-613 (2002).</li><li>Clarke, T. C., Black, T. I., Stussman, B. J., Barnes, P. M., Nahin, R. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Trends in the use of complementary health approaches among adults: United States, 2002–2012. , (2015).</li><li>Mozaffarian, D., Wu, J. H. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Omega-3+fatty+acids+and+cardiovascular+disease.">Omega-3 fatty acids and cardiovascular disease.</a> Journal of the American College of Cardiology. 58, 2047-2067 (2011).</li><li>Shearer, G., Harris, W., Pederson, T., Newman, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Detection+of+omega-3+oxylipins+in+human+plasma+in+response+to+treatment+with+omega-3+acid+ethyl+esters.">Detection of omega-3 oxylipins in human plasma in response to treatment with omega-3 acid ethyl esters.</a> Journal of Lipid Research. 51, 2074-2081 (2010).</li><li>Ostermann, A. I., Schebb, N. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effects+of+omega-3+fatty+acid+supplementation+on+the+pattern+of+oxylipins:+a+short+review+about+the+modulation+of+hydroxy-,+dihydroxy-,+and+epoxy-fatty+acids.">Effects of omega-3 fatty acid supplementation on the pattern of oxylipins: a short review about the modulation of hydroxy-, dihydroxy-, and epoxy-fatty acids.</a> Food &amp; Function. 8, 2355-2367 (2017).</li><li>Khan, M. A., Wood, P. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Method for the synthesis of DHA. , (2012).</li><li>Nanba, Y., Shinohara, R., Morita, M., Kobayashi, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Stereoselective+synthesis+of+17,18-epoxy+derivative+of+EPA+and+stereoisomers+of+isoleukotoxin+diol+by+ring-opening+of+TMS-substituted+epoxide+with+dimsyl+sodium.">Stereoselective synthesis of 17,18-epoxy derivative of EPA and stereoisomers of isoleukotoxin diol by ring-opening of TMS-substituted epoxide with dimsyl sodium.</a> Organic and Biomolecular Chemistry. 15, 8614-8626 (2017).</li><li>Cinelli, M. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Enzymatic+synthesis+and+chemical+inversion+provide+both+enantiomers+of+bioactive+epoxydocosapentaenoic+acids.">Enzymatic synthesis and chemical inversion provide both enantiomers of bioactive epoxydocosapentaenoic acids.</a> Journal of Lipid Research. 59, 2237-2252 (2018).</li><li>Falck, J. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Practical,+enantiospecific+syntheses+of+14,15-EET+and+leukotoxin+B+(vernolic+acid).">Practical, enantiospecific syntheses of 14,15-EET and leukotoxin B (vernolic acid).</a> Tetrahedron Letters. 41, 4131-4133 (2001).</li><li>Celik, A., Sperandio, D., Speight, R. E., Turner, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Enantioselective+epoxidation+of+linolenic+acid+catalyzed+by+cytochrome+P450BM3+from+Bacillus+megaterium.">Enantioselective epoxidation of linolenic acid catalyzed by cytochrome P450BM3 from Bacillus megaterium.</a> Organic and Biomolecular Chemistry. 3, 1688-2690 (2005).</li><li>Capdevila, J. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+highly+stereoselective+oxidation+of+polyunsaturated+fatty+acids+by+cytochrome+P450BM-3.">The highly stereoselective oxidation of polyunsaturated fatty acids by cytochrome P450BM-3.</a> Journal of Biological Chemistry. 271, 22663-22671 (1996).</li><li>Lucas, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Stereoselective+epoxidation+of+the+last+double+bond+of+polyunsaturated+fatty+acids+by+human+cytochromes+P450.">Stereoselective epoxidation of the last double bond of polyunsaturated fatty acids by human cytochromes P450.</a> Journal of Lipid Research. 51, 1125-1133 (2010).</li><li>Guengerich, F. P., Martin, M. V., Sohl, C. D., Cheng, Q. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Measurement+of+cytochrome+P450+and+NADPH-cytochrome+P450+reductase.">Measurement of cytochrome P450 and NADPH-cytochrome P450 reductase.</a> Nature Protocols. 4, 1245-1251 (2009).</li><li>. Cayman Chemical, 19,20-EpDPA Available from: <a target="_blank" href="https://www.caymanchem.com/product/10175">https://www.caymanchem.com/product/10175</a> (2019)</li><li>Graham-Lorence, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+active+site+substitution,+F87V,+converts+cytochrome+P450+BM-3+into+a+regio-+and+stereoselective+(14S,+15R)-arachidonic+acid+epoxygenase.">An active site substitution, F87V, converts cytochrome P450 BM-3 into a regio- and stereoselective (14S, 15R)-arachidonic acid epoxygenase.</a> Journal of Biological Chemistry. 272, 1127-1135 (1996).</li></ol>

Burada DHA-19, 20 ve 16, 17-EDP iki en bol epoksi metabolitleri hazırlamak için operasyonel olarak basit ve maliyet-etkili bir yöntem sunuyoruz. Bu epoksi yağ asitleri, vahşi tip bm3 enzim kullanarak yüksek enantiomer ( S, R-isomers gibi) şeklinde hazırlanabilir. Sorun giderme için kullanılan çeşitli kritik noktaları ve AA ve EPA enantiomer epoksi metabolitleri hazırlamak için bizim yöntemin uzantısı, aşağıda açıklanmıştır.
BM3 depolama yönergeleri</...

İnsan biyolojisinde çok doymamış yağ asitleri (özellikle Omega-3 ve Omega-6 çoklu doymamış yağ asitleri) oynamak rol ilgi son yıllarda büyüdü, araştırmacılar çekici faydaları geniş haber aldı ki onların metabolitleri Sergi. Özellikle, sitokrom P450 enzimlerin sınıfı tarafından üretilen epoksi yağ asidi metabolitleri odak büyük bir noktası olmuştur. Örneğin, birçok PUFA epoxides, epoxyeicosatrienoic asitler (Eets) dahil olmak üzere, epoxydocosapentaenoic asitler (EDPS) ve epoxyeicosatetraenoic asitler (eeqs), kan basıncı ve inflamasyon düzenlenmesi kritik bir rol oynar1,2 , 3 ' ü , 4 , 5. ilginçtir, AA ve EPA epoksitler spesifik enantiomerler ve regioisomers vazokonstriksiyon üzerinde değişen etkileri olduğu bilinmektedir6,7. Enantiomerler ve EETs ve EEQs regioisomers fizyolojik etkileri belgelenmiş iken, az benzer epoxydocosapentaenoic asitler (EDPs) etki DHA oluşan etkisi hakkında bilinmektedir. Balık yağı yaygın kullanımı8, EPA ve DHA hem de zengin olan, ayrıca EDPS ilgi karıştırmıştır9. Bu takviyeleri faydaları kısmen aşağı DHA metabolitleri nedeniyle olduğuna inanılmaktadır (16, 17-EDP ve 19, 20-EDP en bol olmak) çünkü EDPs in vivo seviyeleri diyet DHA miktarı ile çok iyi koordine10, 11' den itibaren.
Bu epoksi yağ asitlerinin metabolomics, kimyasal biyoloji ve diğer yöntemlerin mekanizmalarını ve hedeflerini incelemek, kısmen, çünkü Regio-ve stereo-izomerlerin karışımları olarak var oldukları ve saf miktarlarda elde etmenin bir yöntemi olan zorlu kanıtlanmıştır enantiomerler ve regioisomers gereklidir. Bu bileşikler kimyasal sentezleme için konvansiyonel araçlar etkisiz olduğunu kanıtladı. Epasetatasyon için meta-chloroperoxybenzoic asit gibi perokasitlerin kullanımı birçok dezavantajları vardır, özellikle de bireysel regioisomers ve enantiomers pahalı ve titizlikle arıtılması gerektiren epidrasyon seçicilik, eksikliği. DHA ve EPA metabolitleri toplam sentezi mümkündür, ama aynı zamanda yüksek maliyetler ve düşük verim gibi büyük ölçekli sentez için pratik yapmak dezavantajları muzdarip12,13. Enzim reaksiyonu Regio-ve stereoseçici14olduğu için, enzimatik sentezle verimli genel üretim elde edilebilir. Çalışmalar, AA ve EPA enzimatik epizemasyon (bm3 ile) hem regioseçici ve enantioseçici15,16,17,18, ama bu prosedür DHA ile test edilmedi, ya da büyük bir gösterir Ölçek. Yöntemimizin genel hedefi, bireysel enantiomerler olarak hızla önemli miktarlarda saf epoksi yağ asitleri üretmek için bu kemoenzimatik epizatasyonu ölçeklendirmek ve optimize etmek oldu. Burada sunulan yöntemi kullanarak, araştırmacılar EDPs ve diğer PUFA epoksi metabolitleri sentezi için basit ve uygun maliyetli bir stratejiye erişebilir.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" style="width:916px;" width="916">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:279px;">Ammonium Bicarbonate</td>
			<td style="width:150px;">Sigma</td>
			<td align="right" style="width:150px;">9830</td>
			<td style="width:339px;">NA</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:279px;">Ampicillin</td>
			<td style="width:150px;">GoldBio</td>
			<td>A30125</td>
			<td>NA</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:279px;">Anhydrous magnesium sulfate</td>
			<td style="width:150px;">Fisher Scientific</td>
			<td style="width:150px;">M65-3</td>
			<td>NA</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:279px;">Anhydrous methanol</td>
			<td style="width:150px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td align="right" style="width:150px;">322515</td>
			<td>NA</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:279px;">Anhydrous sodium sulfate</td>
			<td style="width:150px;">Fisher Scientific</td>
			<td style="width:150px;">S421-500</td>
			<td>NA</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:279px;">Anhydrous toluene</td>
			<td style="width:150px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td align="right" style="width:150px;">244511</td>
			<td>NA</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:279px;">Arachidonic Acid (AA)</td>
			<td style="width:150px;">Nu-Chek Prep</td>
			<td style="width:150px;">U-71A</td>
			<td>Air-sensitive.&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:279px;">Diethyl Ether</td>
			<td style="width:150px;">Sigma</td>
			<td align="right" style="width:150px;">296082</td>
			<td>NA</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:279px;">DMSO (molecular biology grade)</td>
			<td style="width:150px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:150px;">D8418</td>
			<td>NA</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:279px;">Docosahexaenoic Acid (DHA)</td>
			<td style="width:150px;">Nu-Chek Prep</td>
			<td style="width:150px;">U-84A</td>
			<td>Air-sensitive.&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:279px;">EDTA (ethylenediaminetetraacetic acid)</td>
			<td style="width:150px;">Invitrogen</td>
			<td align="right" style="width:150px;">15576028</td>
			<td>NA</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:279px;">Eicosapentaenoic Acid (EPA)</td>
			<td style="width:150px;">Nu-Chek Prep</td>
			<td style="width:150px;">&#160;U-99A</td>
			<td>Air-sensitive.&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:279px;">Ethyl acetate</td>
			<td style="width:150px;">Sigma&#160;</td>
			<td align="right" style="width:150px;">34858</td>
			<td>NA</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:279px;">Flash column cartridges 25, 40, 4, 12 g sizes</td>
			<td style="width:150px;">Fisher Scientific</td>
			<td style="width:150px;">145170203, 145154064, 5170200</td>
			<td>Alternatively, conventional column chromatography can be used</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:279px;">Formic acid (HPLC Grade)</td>
			<td style="width:150px;">J.T. Baker</td>
			<td style="width:150px;">0128-01</td>
			<td>NA</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:279px;">Glycerol</td>
			<td style="width:150px;">Sigma</td>
			<td>G7757</td>
			<td>NA</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:279px;">Hexanes</td>
			<td style="width:150px;">VWR</td>
			<td style="width:150px;">BDH24575</td>
			<td>NA</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:279px;">LB Broth</td>
			<td style="width:150px;">Sigma</td>
			<td>L3022</td>
			<td>NA</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:279px;">Lithium hydroxide</td>
			<td style="width:150px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td align="right" style="width:150px;">442410</td>
			<td>NA</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:279px;">Magnesium chloride</td>
			<td style="width:150px;">Fisher Scientific</td>
			<td style="width:150px;">2444-01</td>
			<td>NA</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:279px;">Methanol (HPLC grade)</td>
			<td style="width:150px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:150px;">34860-41-R</td>
			<td>NA</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:279px;">NADPH Tetrasodium Salt</td>
			<td style="width:150px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td align="right" style="width:150px;">481973</td>
			<td>Air-sensitive.&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:279px;">Oxalic acid</td>
			<td style="width:150px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td align="right" style="width:150px;">194131</td>
			<td>NA</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:279px;">pBS-BM3 transfected DH5&#945; E. coli</td>
			<td style="width:150px;">NA</td>
			<td style="width:150px;">NA</td>
			<td>NA</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:279px;">PMSF (phenylmethanesulfonyl fluoride)</td>
			<td style="width:150px;">Sigma</td>
			<td style="width:150px;">P7626</td>
			<td>Toxic!</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:279px;">Potassium Permanganate</td>
			<td style="width:150px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td align="right" style="width:150px;">223468</td>
			<td>For TLC staining.&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:279px;">Potassium phosphate dibasic</td>
			<td style="width:150px;">Sigma</td>
			<td align="right" style="width:150px;">795496</td>
			<td>NA</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:279px;">Potassium phosphate monobasic</td>
			<td style="width:150px;">Sigma</td>
			<td align="right" style="width:150px;">795488</td>
			<td>NA</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:279px;">Q Sepharose Fast Flow resin (GE Healthcare life sciences)</td>
			<td style="width:150px;">Fisher Scientific</td>
			<td style="width:150px;">17-0515-01</td>
			<td>For anion exchange purification of enzyme</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:279px;">Sodium Chloride</td>
			<td style="width:150px;">Sigma</td>
			<td align="right" style="width:150px;">71376</td>
			<td>NA</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:279px;">Tetrahydrofuran, anhydrous</td>
			<td style="width:150px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td align="right" style="width:150px;">186562</td>
			<td>NA</td>
		</tr>
		<tr height="24">
			<td height="24" style="height:24px;width:279px;">TMS-Diazomethane (2.0 M in hexanes)</td>
			<td style="width:150px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td align="right" style="width:150px;">362832</td>
			<td>Very toxic.&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="30">
			<td height="30" style="height:30px;width:279px;">Tris-HCl</td>
			<td style="width:150px;">GoldBio</td>
			<td style="width:150px;">T-400</td>
			<td>NA</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:279px;">Also necessary:</td>
			<td style="width:150px;"></td>
			<td style="width:150px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:279px;">Automatic flash purification system (we used a Buchi Reveleris X2)&#160;</td>
			<td style="width:150px;">Buchi</td>
			<td style="width:150px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:279px;">C18 HPLC column (Zorbax Eclipse XDB-C18)</td>
			<td style="width:150px;">Agilent</td>
			<td style="width:150px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:279px;">Centrifuge capable of 10,000 x g</td>
			<td style="width:150px;"></td>
			<td style="width:150px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:279px;">Chiral HPLC Column (Lux cellulose-3), 250 x 4.6 mm, 5 &#181;M, 1000 &#197;)</td>
			<td style="width:150px;">Phenomenex</td>
			<td style="width:150px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="104">
			<td height="104" style="height:104px;width:279px;">General chemistry supplies: a 2 L separatory funnel, beakers and Erlenmeyer flasks with 1000-2000 L capacity, 20 mL vials, HPLC vials, small round-bottomed flasks and stir-bars.</td>
			<td style="width:150px;"></td>
			<td style="width:150px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="62">
			<td height="62" style="height:62px;width:279px;">HPLC (we use a Shimadzu Prominence LC-20AT analytical pump and SPD-20A UV-vis detector</td>
			<td style="width:150px;">Shimadzu</td>
			<td style="width:150px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:279px;">Nanodrop 2000 Spectrophotometer&#160;</td>
			<td style="width:150px;">Thermo-Fisher Scientific</td>
			<td style="width:150px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="62">
			<td height="62" style="height:62px;width:279px;">NMR</td>
			<td style="width:150px;">NMR: Agilent DD2 spectrometer (500 MHz)</td>
			<td style="width:150px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:279px;">Rotary evaporator</td>
			<td style="width:150px;">Buchi</td>
			<td style="width:150px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:279px;">Sonic dismembrator or ultrasonic homogenizer</td>
			<td style="width:150px;">Cole-Parmer</td>
			<td style="width:150px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

enzymatic synthesis of epoxidized metabolites of docosahexaenoic, eicosapentaenoic, and arachidonic acids

Çeşitli çoklu doymamış yağ asitleri (PUFAs), epoksi yağ asitleri olarak adlandırılan, epifon metabolitleri, insan fizyolojisinde rolleri geniş bir yelpazede vardır. Bu metabolitler enzimlerin sitokrom P450 sınıfı ile Endogenously üretilmektedir. Onların farklı ve güçlü biyolojik etkileri nedeniyle, bu metabolitleri okumaya önemli ilgi vardır. Epoksi yağ asitleri ilk olarak önemli miktarlarda elde edilmelidir ve yüksek saflık ile vücutta bu metabolitlerin benzersiz rolleri belirlenmesi, zor bir iştir. Doğal kaynaklardan bileşikler elde genellikle emek yoğun, ve çözünür epokid Hidrolazlar (sEH) hızla metabolitleri hidrolize. Öte yandan, bu metabolitleri kimyasal reaksiyonlar yoluyla elde etmek, saf regioisomers ve enantiomers, düşük verim ve geniş (ve pahalı) arıtma alma zorluk nedeniyle çok verimsizdir. Burada, bir verimli enzimatik sentezi mevcut 19 (s), 20 (r)-ve 16 (s), 17 (r)-epoxydocosapentaenoic asitler (EDPS) DHA ile epizidasyon yoluyla bm3, bir bakteriyel CYP450 enzim orijinal Bacillus gelen izole megateryum (Bu kolayca Escherichia coliifade edilir). Karakteristik ve saflık belirlenmesi nükleer manyetik rezonans spektroskopisi (NMR), yüksek performanslı sıvı kromatografi (HPLC) ve kütle spektrometresi (MS) ile gerçekleştirilir. Bu prosedür, PUFA epoksi metabolitlerinin enzimatik sentezi yararları gösterir ve diğer yağ asitleri, arachidonik asit (AA) ve eicosapentaenoik asit (EPA) dahil olmak üzere, epoksitizi için uygulanabilir asitler (EETs) ve epoxyeicosatetraenoic asitler (EEQs), sırasıyla.

Flaşlı kolon kromatogram (aşağıda açıklandığı gibi otomatik bir flaş arıtma sistemi kullanılarak gerçekleştirilir) enzimatik epoksifiden ham karışımın arıtılması üzerine elde edilen Şekil 1' de gösterilir. Esterleşme ve regioisomerlerin ayrılması sonrasında, Pure 16 (s), 17 (r)-EDP ve 19 (s), 20 (r)-EDP metil esterleri elde edildi. Genellikle, bunlar yaklaşık 1:4 için 1:5 oranı, 19 (S</e...

Watch this Scientific Journal Video about Enzymatic Synthesis of Epoxidized Metabolites of Docosahexaenoic, Eicosapentaenoic, and Arachidonic Acids at JoVE.com

Enzymatic Synthesis of Epoxidized Metabolites of Docosahexaenoic, Eicosapentaenoic, and Arachidonic Acids

Dokosahexaenoic, eicosapentaenoic ve Arachidonik asitlerin Epoxilenmiş metabolitlerinin enzimatik sentezini

Biz bir yöntem büyük ölçekli enzimatik sentez ve spesifik enantiomerler ve arachidonik asit (AA), dokosahexaenoik asit (DHA) ve eicosapentaenoik asit (EPA) epoksitler regioisomers arıtma için yararlı bir bakteriyel sitokrom kullanımı ile P450 enzim (BM3).

The epoxidized metabolites of various polyunsaturated fatty acids (PUFAs), termed epoxy fatty acids, have a wide range of roles in human physiology. These ...

Yani protokolümüz enantiopure epoksi yağ asitleri hazırlamamıza izin verir ve bu yöntem bu metabolitlerin vücutta ki mekanizmaları üzerinde araştırma nın ilerlemesine yardımcı olabilir. Tarihsel olarak, saf epoksi yağ asitleri elde etmek çok zordur. Yani protokolümüz basit, hızlı, uygun maliyetli ve bu metabolitlerin önemli miktarda hazırlanmasını sağlıyor.Evet, DHA için bir protokol geliştirdik, ama aynı zamanda EPA ve araşidonik asit için de çok iyi çalışıyor. Bazı reaktifler, özellikle DHA ve NADPH gibi hava duyarlı olduğundan, hızlı çalışın ve kurulum basit böylece önceden her şeyi eşleştirmek için emin olun. Ayrıca, tehlikelere dikkat edin.Protokolümüz hem enzimoloji hem de organik kimya tekniklerini kullansın. Görselleştirme, bu alanlardaki özel tekniklere aşina olmayan okuyuculara ve görüntüleyenlere yardımcı olmak için çok önemlidir. Aşılamak için, steril bir döngü veya pipet pBS-BM3 transfected DH5-alfa E.coli gliserol stok batırılmış kullanın steril LB suyu beş mililitre içine 0.5 ampisilin miligram ile takviye.Hücre kültürünü 37 derecede 200 rpm'de 24 saat boyunca bir çalkalayıcıyla kuluçkaya yatırın. Sonra, bir Erlenmeyer şişesinde steril LB suyu bir litre beş mililitre başlangıç kültürü ve ampisilin 100 miligram ekleyin. 200 rpm altı saat boyunca 37 derece santigrat çalkalayın, sonra 200 rpm 18 saat için 30 derece santigrat.Bundan sonra, santrifüj tüpler ilerler ve 1,000 kez g 10 dakika boyunca dört santigrat derece hücre kültürünü santrifüj. Supernatant'ı başka bir şişeye dökün. Çamaşır suyu ile dekontamine veya otoklav kullanarak, ve enzim saflaştırma kadar eksi 78 santigrat derece hücre pelet saklayın.Hücre lisisini gerçekleştirmek için, önce hücre peletini buz üzerinde eritin ve Tris, PMSF ve EDTA içeren 40 mililitre buz gibi solubilizasyon tamponu yla yeniden askıya alın. Buz üzerinde yken, ultrasonik homogenizer ile bir dakika boyunca hücreleri sonicate, bir çıkış gücü ayarı ile 10 ve görev 100, hücreleri lyse için buz üzerinde bir dakikalık mola takip. Bu yordamı altı kez tekrarlayın.Hücre enkazını peletlemek için hücreyi 11,000 kez g'de 30 dakika boyunca 4 derecede nisbeten santrifüj edin. Afiyet kromatografisi gerçekleştirmek için, bir sürgülü kapı ile soğuk bir odada veya buzdolabında, dört derece santigrat, ilk pH 7.8 tampon A beş sütun hacimleri ile reçine yıkayarak güçlü bir aniyon değişimi kromatografi sütun hazırlamak. Daha sonra, hücre lysatt dengeli sütuna ekleyin ve soğuk tampon A.Then üç sütun hacimleri ile sütun yıkayın, 10-milimolar Tris ve 600 milimolar sodyum klorür soğuk tampon B altı sütun hacimleri ile sütun yıkayarak BM3 eute.Kırmızımsı-kahverengi eluent fraksiyonu toplamak. Protein hemen kullanılıyorsa, eşit hacimli gliserol ile karıştırırımlayın ve sıvı nitrojenle flash- dondurun. Dondurulmuş çözeltiyi eksi 78 derecede saklayın.DHA epoksidasyon gerçekleştirmek için, ilk çözülmüş BM3 enziminin konsantrasyonunu belirlemek, karbon monoksit dithionite spektral tsay yöntemine göre. Daha sonra, manyetik bir karıştırma plakası üzerinde karıştırılan iki litre reaksiyon tamponu içeren bir kabın içinde, DMSO 18,8 mililitre seyreltilmiş DHA 0.94 milimol ekleyin ve BM3 enzimi 20 nanomolar seyreltilmiş. Çözelti kıpırdanırken, NADPH 0.94 milimol içeren reaksiyon tampon 8.7 mililitre ekleyerek epoksidasyon reaksiyonu başlar.Kabın içine bantlanmış bir şırınga ve iğneye bağlı hava dolu bir balonla reaksiyon karışımına hava köpürterken reaksiyonu 30 dakika karıştırın. Bundan sonra, reaksiyon karışımının bir mikrolitresini çizin ve 340 nanometrede emiciliği ölçmek için nanodrop spektrofotometreye koyun. Suyu boş olarak kullanın.NADPH'nin tüketildiğini gösteren kalan bir emicilik yoksa, reaksiyon tamamlanır. Çözeltinin pH'ı yaklaşık dörde ulaşana kadar, tek molar oksalik asit damlacıklarını yavaş yavaş ekleyerek reaksiyon karışımını söndürün. Şimdi, iki litre susuz, peroksitiçermeyen dietil eter ile söndürülen tampon çözeltisini ayıklayın.Katmanları sallamak ve ayırmak için ayırıcı bir huni kullanın ve eterbir Erlenmeyer şişesiiçine toplamak. İki kez daha tekrarlayın ve eter kurutmak için yaklaşık 50 gram susuz magnezyum sülfat ekleyin. Vakum filtresi hunisi üzerine, magnezyum sülfat filtrelemek için kurutulmuş eter dökün ve filtrelenmiş eter tabakasını döner evaporatörden yuvarlak bir alt şişeye aktarın.Dönüş hızını orta hıza ayarlayın ve ham EDP kalıntısı elde etmek için sıvıyı yoğunlaşmış olmak için vakumu başlatın. Otomatik flaş arıtma makinesi kullanarak flaş sütun kromatografisi gerçekleştirmek için kalıntıyı 40 gramlık bir silika kartuşu içine yükleyin. Heksanlarda %10 etil asetatla başlayın ve 22 dakika boyunca heksanlarda %60'a kadar etil asetat yapın.Kesirler otomatik olarak tüpler de toplanır. Daha sonra, bir yuvarlak alt şişe içine her tepeden kesirleri birleştirmek, döner buharlaştırıcı koymak ve buharlaşma başlar. Üç fraksiyonları elde edilir, DHA, EDP izomerleri, ve diepoxide.Epoksit elde 0.151 gram esterify için, yuvarlak bir alt şişe veya küçük şişe, iki mililitre susuz metanol ve susuz toluen üç mililitre ekleyin ve bir karıştırma çubuğu ekleyin. Bir kauçuk septum ve bir iğne ile argon dolu bir balon ile şişe bağlayın ve karıştırırken bir şırınga ile iki molar TMS-diazomethane 0.26 mililitre ekleyin. 10 dakika bekleyin ve soluk sarı bir renk görünene kadar 05 mililitre TMS-diazometan ekleyin.30 dakika sonra, karışımı döner evaporatör kullanarak dikkatlice konsantre edin ve kalıntıyı arındırmak için flaş kromatografi makinesinde 40 gramlık silika jel kolon kartuşu kullanın. 22 dakika boyunca heksanlarda %4 etil asetat izokratik konsantrasyonu ile elute. Saflaştırılmış 19S içeren kesirleri toplamak, 20R-EDP metil ester ilk eluates, 16S, 17R-EDP metil ester takip.Şimdi, kesirleri sekize bir heksandan etil-asetat karışımında ince tabaka kromatografi ile değerlendirin. Her iki izomeri içeren karışık fraksiyonları kontrol etmek için potasyum permanganat ile leke. Bir döner evaporatör üzerinde her tepeye karşılık gelen kesirler konsantre ve daha sonra elde edp esterleri miktarını belirlemek için bir denge tartmak.Karışık kesirler kalırsa, bunları daha önce kullanılan çözücü sistemle yeniden kromatograf. Bir döner evaporatör üzerinde bireysel regioisomer içeren her fraksiyonu konsantre. Tek tek EDP metil ester regioisomerleri asit formlarına dönüştürmek için, EDP esterini küçük bir şişede 0,1 milimol başına yaklaşık 0,7 mililitre THF ile seyreltin ve 0,175 mililitre su.Bir buz banyosunda şişeyi sıfır dereceye kadar soğutun, lityum hidroksit çözeltisinin üç eşdeğerini ekleyin ve oda sıcaklığına ısınırken bir gecede argon altında bir karıştırma plakası üzerinde karıştırın. Sabah, karışımın pH üç ila dört ulaşana kadar, yavaş yavaş formik asit ekleyerek reaksiyon söndürmek. Sonra, su ve katmanları ayırmak için etil asetat iki mililitre ekleyin.10 mililitre etil asetat ile su tabakasını üç kez ayıklayın, 20 mililitre doymuş salamura çözeltisi ile yıkayın ve etil asetat tabakasını kurutmak için çözeltiye birkaç gram susuz sodyum sülfat ekleyin. Etil asetat çözeltisini döner evaporatör kullanarak yoğunlaştırın, 10 mililitre heksan ekleyin ve tekrar konsantre olun. Azeotropically formik asit kalıntı kaldırmak için iki kez tekrarlayın.15 dakika içinde % 10-30 etil asetat ile eluting, flaş sütun kromatografisi ile kalıntı arındırın. Döner evaporatör istenilen kesirleri konsantre ve saflaştırılmış asit göze vacuo kuru. Ham karışımın enzimatik epoksidasyondan arındırılması ndan elde edilen flaş sütun kromatogramı burada gösterilmiştir.Üç büyük zirveleri elde edildi, sırayla eluting, ilk, tepkisiz DHA, ikinci, EDP izomerleri karışımı, ve, üçüncü, diepoxide, normal aşırı oksidasyon ürünleri olan. Rejiyoizomerlerin esterleşmesi ve ayrılmasından sonra proton NMR spektrumları yüksek saflıkta 16S, 17R-EDP ve 19S, 20R-EDP metil esterleri elde edildiğini göstermektedir. Chiral HPLC, EDP'lerin asit formlarının enantiomerik saflığını doğruladı.Kontaminasyonu önlemek için et suyunuzu steril tuttuğunızdan ve aşılama yaparken emin olun. Epoksidasyon diğer yağ asitleri için kullanılabilir. Biz de araşidonik ve eikosapentaenoik asitler le denedik ve bu enantiopure epoksitlerin iyi verimleri elde ettik, yani 14, 15-EET ve 17, 18-EEQ.Yani araştırmacıların epoksi yağ asitlerine erişmelerine izin veren bir protokol bu bileşiklerin biyolojik işlevleri üzerinde araştırmalara yardımcı olabilir, bu da ilaç yol açarken onların kullanımına yol açabilir. Tehlikeli kimyasallar temas ve teneffüs ile çok toksik olan Temas ve TMS-diazomethane, tehlikeli PMSF vardır. Yani ikincisi bir duman başlık ve uygun kişisel koruyucu ekipman ile kullanılmalıdır.

Research

JoVE Journal

Chemistry

Seeded Synthesis of CdSe/CdS Rod and Tetrapod Nanocrystals

We demonstrate a method for the synthesis of multicomponent nanostructures consisting of CdS and CdSe with rod and tetrapod morphologies. A seeded ...

Qualitative Identification of Carboxylic Acids, Boronic Acids, and Amines Using Cruciform Fluorophores

Karboksilik Asitler, Boronik Asitler ve Aminler nitel Kimlik haç fluorophores kullanarak

Molecular cruciforms are X-shaped systems in which two conjugation axes intersect at a central core. If one axis of these molecules is substituted with ...

Synthesis and Characterization of Functionalized Metal-organic Frameworks

Fonksiyonlu Sentezi ve Karakterizasyonu Metal-organik Altyapıları

Metal-organic frameworks have attracted extraordinary amounts of research attention, as they are attractive candidates for numerous industrial and ...

Synthesis and Reaction Chemistry of Nanosize Monosodium Titanate

Nanoboyutlu Monosodyum Titanate Sentezi ve Reaksiyon Kimya

This paper describes the synthesis and peroxide-modification of nanosize monosodium titanate (nMST), along with an ion-exchange reaction to load the ...

Light-driven Enzymatic Decarboxylation

Işık odaklı enzimatik dekarboksilasyonu

Oxidoreductases belong to the most-applied industrial enzymes. Nevertheless, they need external electrons whose supply is often costly and challenging. ...

Synthesis and Characterization of Supramolecular Colloids

Supramoleküler Kolloidlerin Sentezi ve Karakterizasyonu

Control over colloidal assembly is of utmost importance for the development of functional colloidal materials with tailored structural and mechanical ...

Hydroquinone Based Synthesis of Gold Nanorods

Altın nanorods hidrokinon Esaslı Sentezi

Gold nanorods are an important kind of nanoparticles characterized by peculiar plasmonic properties. Despite their widespread use in nanotechnology, the ...

Chemo-enzymatic Synthesis of N-glycans for Array Development and HIV Antibody Profiling

Chemo-enzymatic Synthesis of N-glycans for Array Development and HIV Antibody Profiling

N- glukanlardir dizi geliştirme ve HIV antikor için kemoterapi enzimatik sentezi profil oluşturma

We present a highly efficient way for the rapid preparation of a wide range of N-linked oligosaccharides (estimated to exceed 20,000 structures) that are ...

Synthesis and Mass Spectrometry Analysis of Oligo-peptoids

Sentez ve kütle spektrometresi analizleri Oligo-peptoids

Peptoids are sequence-controlled peptide-mimicking oligomers consisting of N-alkylated glycine units. Among many potential applications, peptoids have ...

Enzymatic Cascade Reactions for the Synthesis of Chiral Amino Alcohols from L-lysine

Enzimatik Cascade reaksiyonlardan L-lizin Amino kiral alkoller sentezi için

Amino alcohols are versatile compounds with a wide range of applications. For instance, they have been used as chiral scaffolds in organic synthesis. ...