NMR によるアラニンの検出

aa_carbo_lipid/aa/ala_nmr
3-23-2017 updated

  1. アラニンの 1H NMR
  2. アラニンの 13C NMR

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アラニンの 1H NMR

アラニン には 3 つの化学的に異なるプロトンがあるが,COOH の H は生理的 pH で電離して COO- となっているため,2CH の H および 3CH3 の 3 つの H が NMR で検出されることになる。

アラニンの構造式

1H NMRでは,メチル基の H が 1.46 ppm にダブレットで非常に見やすいピークとして現れる (以下の表を参照,文献 1,2)。


Group Shift in H2O (ppm) Shift in D2O (ppm) Multiplicity J (Hz) Ref
2CH 3.7746 3.7680 Quartet 7.234 1
3CH3 1.4667 1.4655 Doublet -14.366 1

下の図は,ラット rat の脳抽出物の 1H-NMR spectrum である。乳酸のメチル基のピークと,その近くに Ala のピークが見える。

乳酸とアラニンは CH3-CH-COO- という骨格の CH に,OH がついているか,NH2 がついているかというだけの違いである。これが,両者のピークが近い位置に現れる理由である。

乳酸,アラニンのピーク
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アラニンの 13C NMR

13C NMR では,176.5 ppm 前後に Ala-C1 のピークが認められる (3)。

下の図は上から PEPCK ノックアウトマウス,飢餓状態のマウス,給餌されたマウスに 13C で標識したピルビン酸を注射し,肝臓抽出物を 13 NMR にかけたものであり,飢餓状態ではピルビン酸から合成される Ala 量が低下することがわかる。



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References

  1. Govindaraju et al. 2000a.Proton NMR chemical shifts and coupling constants for brain metabolites. NMR Biomed 13, 129-153.
  2. Amazon link: de Graaf 2007a (Book). In vivo NMR spectroscopy 2nd ed. John Wiley & Sons, Ltd. 参考書のページ に書評があります。
  3. Merritt et al. 2011a. Flux through hepatic pyruvate carboxylase and phosphophenolpyruvate carboxykinase detected by hyperpolarized 13C magnetic resonance. PNAS 108, 19084-19089.