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不飽和ラム脂質前駆体3-(3-ヒドロキシアルカノイルオキシ)アルカン酸の二重結合の局在性を液体クロマトグラフィー-質量分析法を用いてオンラインPaternò-Büchi反応を適用して調べた
Double bond localization in unsaturated rhamnolipid precursors 3-(3-hydroxyalkanoyloxy)alkanoic acids by liquid chromatography-mass spectrometry applying online Paternò-Büchi reaction.
PMID: 32627084 DOI: 10.1007/s00216-020-02776-5.
抄録
脂質は、多種多様な化学構造を持つ生体分子であり、様々な生物学的機能のみならず、興味深いことにバイオテクノロジーの応用にも不可欠なものである。ラムノ脂質は、表面活性を有する微生物の糖脂質であり、バイオサーファクタントとして広く利用されている。彼らは、1つまたは2つのL-ラムノーズと3つのヒドロキシ脂肪酸までで構成されています。それらの生合成前駆体は、3-ヒドロキシ(アルカノイルオキシ)アルカン酸(HAAs)である。後者はまた、複雑な混合物として細胞上清に存在し、合成由来の界面活性剤を置き換えるためにそれらの可能性のために広く研究されています。HAAsの炭素鎖の長さは、そのような泡立ちや乳化能力、およびその臨界ミセル濃度などの物理的特性を決定します。バイオ技術的な関心が高まっているにもかかわらず、構造解明のための方法は限られており、多くの場合、遊離ヒドロキシ脂肪酸の加水分解や分析に依存しており、連結性の情報を失っています。そこで、インタクトなHAAsの包括的な構造特性評価のために、高速液体クロマトグラフィー質量分析法を開発した。タンデム質量分析法(MS/MS)を用いて、各ヒドロキシ脂肪酸の鎖長と二重結合の数、及びそれらの連結性に関する情報を提供する。オンラインPaternὸ-Büchi反応によるポストカラム光化学誘導体化とMS/MSフラグメント化実験により、二重結合の位置レベルまでの構造解析を可能にする診断用フラグメントを生成しました。さらに、今回の実験では、フラグメントを用いた複雑な脂質の構造解明のための強力なアプローチが示された。
Lipids are biomolecules with a broad variety of chemical structures, which renders them essential not only for various biological functions but also interestingly for biotechnological applications. Rhamnolipids are microbial glycolipids with surface-active properties and are widely used biosurfactants. They are composed of one or two L-rhamnoses and up to three hydroxy fatty acids. Their biosynthetic precursors are 3-hydroxy(alkanoyloxy)alkanoic acids (HAAs). The latter are also present in cell supernatants as complex mixtures and are extensively studied for their potential to replace synthetically derived surfactants. The carbon chain lengths of HAAs determine their physical properties, such as their abilities to foam and emulsify, and their critical micelle concentration. Despite growing biotechnological interest, methods for structural elucidation are limited and often rely on hydrolysis and analysis of free hydroxy fatty acids losing the connectivity information. Therefore, a high-performance liquid chromatography-mass spectrometry method was developed for comprehensive structural characterization of intact HAAs. Information is provided on chain length and number of double bonds in each hydroxy fatty acid and their linkage by tandem mass spectrometry (MS/MS). Post-column photochemical derivatization by online Paternὸ-Büchi reaction and MS/MS fragmentation experiments generated diagnostic fragments allowing structural characterization down to the double bond position level. Furthermore, the presented experiments demonstrate a powerful approach for structure elucidation of complex lipids by tailored fragmentation.