メタボロームの物理化学的性質の多様性

 メタボロームは物理化学的性質の範囲が広いという特徴があります。物理化学的性質には、例えば、分子量 (~2,000まで)、極性 (低極性から高極性)、電荷特性 (陽イオン性、両イオン性、陰イオン性、非荷電) や分子の立体構造 (キラリティ) といったものが挙げられます。図には、私たちの研究室で所有している合計715種類の標準品化合物の分子量とオクタノール/水 分配係数 (n-octanol/water partition coefficient, logPow) の値を示しました。分子量からは構造的な多様性が、logPowからは化学的性質の多様性が伺えます。これに加え、さらに電荷特性や立体構造の違いなども考慮すると、メタボロームの物理化学的性質の多様さが少し実感できるのではないでしょうか。このような物理化学的性質の複雑性が、単一手法でこれら全ての代謝物を測定することを困難にしています。
 メタボロームの分析では、分析の難易度を少しでも下げるために、前処理によりメタボロームを「水に溶けやすい」親水性代謝物と「油に溶けやすい」脂溶性代謝物 (脂質) に分けることで比較的物性の近いものをまとめ、これらを別々に分析することが多いです。特に、脂質の総体はリピドームと呼ばれ、リピドームを解析する技術・学問はリピドミクスと呼ばれています。また、疎水性のリピドームとの対比から、我々は、前者の親水性代謝物の総体を親水性メタボロームと呼んでいます。親水性メタボロームは単にメタボロームと呼ばれることもあります。メタボローム解析とは、これら親水性メタボロームとリピドームの総体解析と言えます。
 しかしながら、メタボロームを親水性メタボロームとリピドームの二つに分けても、それぞれを単一分析で測定することは困難であるというのが現状です。複雑な生体成分の混合物の中から個々の代謝物を同定・計測するためには、サンプルや測定したい代謝物に応じた適切な分析手法の選択が重要になります。適切な分析手法を選択するためには様々な分析手法の知識が必要です。馬場研究室では様々な分析手法を開発していますので、ホームページにて一部紹介したいと思います。研究室で様々な分析技術や分析のノウハウを学び、自分が使える分析の選択肢を広げて欲しいと思います。(「分析技術の開発」に続く)

馬場研で扱っている分析機器
・液体クロマトグラフ
・ガスクロマトグラフ
・超臨界流体クロマトグラフ
・質量分析計
・吸光度検出器/フォトダイオードアレイ検出器
・水素塩イオン化検出器
・示唆屈折率検出器
・荷電化粒子検出器
・etc.