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Analysis of animal and plant selenometabolites in roots of a selenium accumulator, Brassica rapa var. peruviridis, by speciation.

セレン・アキュムレーター(カブ・バール)の核心の動植物のセレノ代謝物の分析。peruviridis(種分化による)。

Published date

2013-1-25

Journal

Metallomics. 2013;

Author

Yasumitsu Ogra, Ayane Katayama, Yurie Ogihara, Ayako Yawata, Yasumi Anan

Affiliation

Laboratory of Chemical Toxicology and Environmental Health, Showa Pharmaceutical University, 3-3165 Higashi-Tamagawagakuen, Machida, Tokyo 194-8543, Japan. ogra@ac.shoyaku.ac.jp.

Abstract

Many studies have examined the metabolic pathway of selenium (Se) compounds in Se-accumulating plants (hereafter "Se accumulators") when the plants are exposed to inorganic Se, such as selenite and selenate. However, if we were to consider Se circulation in the biosphere, the metabolism of organic Se, in particular, selenometabolites of animals and plants, in plants should be elucidated. In this study, Brassica rapa var. peruviridis, a known Se accumulator, was hydroponically cultivated and then exposed to selenometabolites of animals and plants, such as methyl-2-acetamido-2-deoxy-1-seleno-β-d-galactopyranoside (selenosugar, SeSug), trimethylselenonium (TMSe), selenomethionine (SeMet), and Se-methylselenocysteine (MeSeCys). Then, the metabolic pathway of the organic Se compounds/selenometabolites in B. rapa var. peruviridis was investigated by speciation analysis. Two selenometabolites were detected in the roots when the plant was exposed to SeMet, MeSeCys, and SeSug. They were assigned to S-(methylseleno)-glutathione and MeSeCys using electrospray tandem mass spectrometry (ESI-MS-MS) and HPLC-inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS). Contrary to SeMet, MeSeCys, and SeSug, TMSe was not metabolized even if it was more efficiently incorporated into the roots than the other Se compounds. The identified metabolites enabled us to propose a metabolic pathway for the organic Se metabolites except TMSe in the plant roots: a monomethylseleno moiety (CH(3)Se-) commonly existing in SeMet, MeSeCys, and SeSug was cleaved off and conjugated with GSH, and then the CH(3)Se group was transferred to O-acetylserine to form MeSeCys.

 

植物が無機Se(例えば亜セレン酸塩とセレン酸塩)にさらされるとき、多くの研究はSe蓄積植物(将来「Seアキュムレーター」)でセレン(Se)合成物の代謝経路を調べた。
しかしながら、我々が特にSeを生物圏(有機Seの代謝)の血行と考えることになっている場合、動植物のセレノ代謝物は植物で説明されなければならない。
この研究において、カブ・バールである。
peruviridis(既知のSeアキュムレーター)は、水耕法で耕作されて、そして、動植物(例えばメチル-2-アセトアミド-2-デオキシ-1-セレノ-β-d-ガラクトピラノシド(セレノ糖、SeSug)、trimethylselenonium(TMSe)、セレノメチオニン(SeMet)とSe-メチルセレノシステイン(MeSeCys))のセレノ代謝物にさらされた。
ついで、B. rapaバールの有機的なSe合成物/セレノ代謝物の代謝経路である。
peruviridisは、種分化分析によって調査された。
植物がSeMet、MeSeCysとSeSugにさらされたとき、2つのセレノ代謝物は根で検出された。
彼らは、s-(methylseleno)-グルタチオンとエレクトロスプレー・タンデム型質量分析(ESI-MS-MS)とHPLC誘導的に連結血漿質量分析(ICP-MS)を用いたMeSeCysに割り当てられた。
SeMet、MeSeCysとSeSugに反して、たとえそれが他のSe合成物より効率的に根に組み込まれたとしても、TMSeは代謝されなかった。
特定された代謝物で、我々は植物根でTMSe以外は有機Se代謝物のために代謝経路を提案することができた:一般にSeMet、MeSeCysとSeSugの中に存在しているmonomethylseleno部分(CH(3)Se-)はGSHから切断されて、それで活用した、そして、CH(3)Se群はMeSeCysを形成するためにO-アセチルセリンへ移された。


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