我校周友平教授團隊在植物糖分子內(nèi)氧同位素組成研究中取得重要進展

我?；瘜W(xué)與化工學(xué)院周友平教授領(lǐng)導(dǎo)的天然產(chǎn)物穩(wěn)定同位素組學(xué)（Isotopomics in Chemical Biology）團隊，通過近4年的努力，率先開發(fā)出葡萄糖分子內(nèi)全部5個氧原子的自然豐度¹⁸O/¹⁶O測定新方法，相關(guān)成果在自然指數(shù)期刊Analytical Chemistry上發(fā)表，青年教師馬然為論文的第一作者，課題組19級博士生趙雨為論文的第二作者（Maet al., 2020; Anal. Chem.,https://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/acs.analchem.9b05314;Maet al., 2018; Anal. Chem., 90, 10293-10301;），自然資源部第三海洋研究所為論文的參與單位。

植物來源葡萄糖分子內(nèi)氧同位素組成（¹⁸O/¹⁶O）是植物光合、代謝、生理及環(huán)境信息的忠實記錄者，測定分子內(nèi)氧同位素組成卻是一個巨大的技術(shù)挑戰(zhàn)。周友平教授領(lǐng)導(dǎo)的天然產(chǎn)物穩(wěn)定同位素組學(xué)團隊發(fā)展了合成有機化學(xué)（圖1）、氣相色譜/熱解/同位素比質(zhì)譜學(xué)（GC/Py/IRMS）和化學(xué)動力學(xué)計算相結(jié)合的方法，首次證實C4來源植物淀粉中葡萄糖分子內(nèi)氧同位素分布非均一性（圖2）。研究結(jié)果表明O-2相對分子平均值稍微富集¹⁸O，O-3相對富集而O-4和O-6相對貧化。O-6的相對貧化推測與葉片光合作用過程中RuBP（1.5-二磷酸核酮糖）中C-5上氧原子與葉片中蒸發(fā)富集水交換的可能性最小有關(guān)，據(jù)此推測，O-6最有可能記錄根部水源的信號。

該研究成果將有助于完善樹輪纖維素氧同位素分餾機理，為破解糖植物分子內(nèi)氧同位素記錄的代謝、生理及環(huán)境與氣候信息打開一扇技術(shù)大門。

獲得單個位置氧同位素組成的策略和合成化學(xué)途徑

C4來源植物淀粉葡萄糖單元分子內(nèi)氧同位素分布模式

本研究工作獲得國家自然科學(xué)基金面上項目[41773032和41973072]資助。

論文信息：

（1）Ma, R.; Zhao, Y.; Liu, L.; Zhu, Z.; Wang, B.; Wang, Y.; Yin, X.; Su, J.; Zhou, Y., Novel Position-Specific¹⁸O/¹⁶O Measurement of Carbohydrates. II. The Complete Intramolecular¹⁸O/¹⁶O Profile of the Glucose Unit in a Starch of C4 Origin.Analytical Chemistry2020, 10.1021/acs.analchem.9b05314.

（2）Ma, R.; Zhu, Z.; Wang, B.; Zhao, Y.; Yin, X.; Lu, F.; Wang, Y.; Su, J.; Hocart, C. H.; Zhou, Y., Novel Position-Specific¹⁸O/¹⁶O Measurement of Carbohydrates. I. O-3 of Glucose and Confirmation of¹⁸O/¹⁶O Heterogeneity at Natural Abundance Levels in Glucose from Starch in a C4 Plant.Analytical Chemistry2018,90(17), 10293-10301.

（終審：杜楊 核稿：邵亮 編輯：劉倩）