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Massenspektrometrische Methode zur Bestimmung der 13C-Einbaurate und -position in Äpfelsäure bei der CO2-Aufnahme von CAM-Pflanzen

Koob, Robert :
Massenspektrometrische Methode zur Bestimmung der 13C-Einbaurate und -position in Äpfelsäure bei der CO2-Aufnahme von CAM-Pflanzen.
[Online-Edition]
TU Darmstadt
[Ph.D. Thesis], (2001)

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Item Type: Ph.D. Thesis
Title: Massenspektrometrische Methode zur Bestimmung der 13C-Einbaurate und -position in Äpfelsäure bei der CO2-Aufnahme von CAM-Pflanzen
Language: German
Abstract:

Der Äpfelsäure-Metabolismus von CAM-Pflanzen wurde mittels GC-MS über das 13C-Markierungsmuster der Äpfelsäure nach einer 13CO2-Fixierung untersucht. Hierzu wurde ein massenspektrometrisches Fragmentierungsschema trimethysilylierter Äpfelsäure erstellt, um anhand der Verschiebung charakteristischer Ionensignale neben der Einbaurate auch die Einbauposition der 13C-Isotope zu bestimmen. Aufgrund von Signalüberlagerungen gelingt dies nur über die Peakintensitätsverhältnisse isotopomerer Produkt-Ionen in MS/MS-Spektren ausgewählter Vorläufer-Ionen. Nach Korrektur der Intensitätsverhältnisse um den vom natürlichen Isotopengehalt stammenden Intensitätsanteil, ermöglichen Gleichungssysteme die Berechnung der Konzentrationsanteile der [1-13C]-, [2-13C]-, [3-13C]-, [4-13C]- sowie der doppelt markierten [1,2-13C2]-, [1,3-13C2]-, [1,4-13C2]- und der dreifach markierten [2,3,4-13C3]Äpfelsäure. Für die weiteren 2-fach ([2,3-13C2]-, [2,4-13C2]-, [3,4-13C2]Äpfelsäure) und 3-fach ([1,2,3-13C3]-, [1,3,4-13C3]-, [1,2,4-13C3]Äpfelsäure) markierten Äpfelsäuren kann jeweils die Summe der Konzentrationsanteile bestimmt werden. Mit aus den CAM-Pflanzen Kalanchoe pinnata und Clusia minor gewonnenen biologischen Proben liefert diese Methode den eindeutigen Beweis, daß neben der erwarteten Markierung in 4-Position auch 13C-markierte Äpfelsäuren mit Markierungen in 1-, 2- und 3-Position auftreten.

Alternative Abstract:
Alternative AbstractLanguage
Malic acid metabolism of plants with Crassulacean acid metabolism (CAM) was investigated by use of GC-MS to analyse the labelling patterns of malic acid after 13CO2 fixation. Therefore, the fragmentation behaviour of trimethylsilylated malic acid was studied in order to determine ratio and position of 13C-labelling from the mass shifts observed for characteristic peaks. Due to overlapping peaks this could only be achieved by using intensity ratios of isotopomeric fragment ions in MS/MS spectra of selected precursor ions. After correcting the intensities for the natural contribution of 13C, the concentration ratio of singly labelled [1-13C]-, [2-13C]-, [3-13C]-, [4-13C]malic acid, doubly labelled [1,2-13C2]-, [1,3-13C2]-, [1,4-13C2]malic acid and triply labelled [2,3,4-13C3]malic acid could be calculated. For doubly ([2,3-13C2]-, [2,4-13C2]-, [3,4-13C2]malic acid) and triply ([1,2,3-13C3]-, [1,3,4-13C3]-, [1,2,4-13C3]malic acid) labelled molecules only the sum of each concentration ratio was determined. In biological samples derived from the CAM plants Kalanchoe pinnata and Clusia minor this method yielded a clear evidence for the occurrence of malic acid labelled at C1, C2 and C3 apart from the expected labelling in position C4.English
Uncontrolled Keywords: Einbaurate, Markierungsgrad, Markierungsmuster, Einbauposition, Markierungsposition, positionsspezifische Einbauratenbestimmung, 13C-Isotop, Kohlenstoff-13, Sukkulenten, Crassulaceen, Crassulaeen-Säuremetabolismus, CAM, Trimethylsilylierung, Äpfelsäure, TMS-Äpfelsäure, 13C-Äpfelsäure, CO2-Fixierung, CO2-Aufnahme, IR-MS, Isotopenverhältnis-Massenspektrometrie, GC-MS/MS
Alternative keywords:
Alternative keywordsLanguage
Einbaurate, Markierungsgrad, Markierungsmuster, Einbauposition, Markierungsposition, positionsspezifische Einbauratenbestimmung, 13C-Isotop, Kohlenstoff-13, Sukkulenten, Crassulaceen, Crassulaeen-Säuremetabolismus, CAM, Trimethylsilylierung, Äpfelsäure, TMS-Äpfelsäure, 13C-Äpfelsäure, CO2-Fixierung, CO2-Aufnahme, IR-MS, Isotopenverhältnis-Massenspektrometrie, GC-MS/MSGerman
CAM, crassulacean acid metabolism, CAM plants, succulent plants, malic acid metabolism, malic acid, 13C-malic acid, CO2, CO2 uptake, CO2 fixation, trimethylsilylation, TMS malic acid, isotope ratio, labelling pattern, isotopic label, mass spectrometry, mass spectroscopy, tandem mass spectrometry, tandem mass spectroscopy, ion trap, IR-MS, Isotope ratio mass spectrometry, GC-MS, GC-MS/MSEnglish
Classification DDC: 500 Naturwissenschaften und Mathematik > 540 Chemie
Divisions: Fachbereich Chemie
Date Deposited: 17 Oct 2008 09:20
Last Modified: 07 Dec 2012 11:47
Official URL: http://elib.tu-darmstadt.de/diss/000137
URN: urn:nbn:de:tuda-tuprints-1370
License: Simple publication rights for ULB
Referees: Lindner, Prof. Dr. Hans Jörg and Klein, Prof. Dr. Hans-Friedrich and Claus, Prof. Dr. Peter and Dinse, Prof. Dr. K.-P.
Advisors: Veith, Prof. Dr. Johannes Jürgen
Refereed: 30 October 2000
URI: http://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/id/eprint/137
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