Позиционно-зависимый изотопный анализ - Position-specific isotope analysis

Позиционно-зависимый изотопный анализ (PSIA), также называемый сайт-специфический изотопный анализ, является ветвью изотопный анализ направленный на определение изотопного состава определенного положения атома в молекуле. Изотопы являются элементарными вариантами с разным количеством нейтроны в их ядрах, тем самым имея разные атомные массы. Изотопы встречаются в различных естественных количествах в зависимости от элемента; их содержание в определенных соединениях может отличаться от случайного распределения (то есть стохастического распределения) из-за условий окружающей среды, которые по-разному влияют на вариации массы. Эти различия в содержании называют «фракционированием», которое характеризуется стабильный изотоп анализ.

Разбавляющий эффект сайт-специфичных обогащений. В 13Обогащение C в сайте карбоновой кислоты аминокислоты менее важно, поскольку структурное разрешение измерения снижается до среднего молекулярного и анализа объема клеток.

Содержание изотопов может варьироваться в зависимости от всего субстрата (т. Е. «Объемных» изотопных вариаций), конкретных соединений внутри субстрата (т. Е. Изотопных вариаций, специфичных для соединения) или между положениями внутри определенных молекул (т. Е. Вариациями изотопов, специфичными для положения). Изотопы можно измерить разными способами (например, iмасс-спектрометрия соотношения сотопов, лазерная спектрометрия,ЯМР, ESI-MS ). Ранние анализы различались по методике, но обычно были ограничены их способностью измерять только средний изотопный состав по молекулам или образцам. Хотя это позволяет проводить изотопный анализ основного субстрата, он исключает возможность различать вариации между разными участками одного и того же элемента в молекуле. В области биогеохимии изотопов, специфичных для позиции, изучаются эти внутримолекулярные вариации, известные как обогащение изотопов, специфичных для позиции и "изотопов, специфичных для сайта". Основное внимание в нем уделяется фракционированию изотопов в зависимости от положения во многих контекстах, разработке технологий для измерения этих фракций и применению обогащения изотопов в зависимости от положения в вопросах, касающихся биогеохимия, микробиология, энзимология, медицинская химия, и история земли.

Обогащение изотопов в зависимости от положения может сохранить важную информацию о синтезе и источнике атомов в молекуле. Действительно, объемный изотопный анализ усредняет сайт-специфические изотопные эффекты в молекуле, и поэтому, хотя все эти значения имеют влияние на объемное значение, сигнатуры конкретных процессов могут быть размытыми или неразличимыми. Хотя теория позиционно-зависимого изотопного анализа существует уже несколько десятилетий,[1] Сейчас существуют новые технологии, позволяющие использовать эти методы гораздо шире.[2] Потенциальные применения этого подхода широко распространены, например, для понимания метаболизма биомолекул, загрязнителей окружающей среды в воздухе, механизмов неорганических реакций и т. Д. Сгруппированный изотоп анализ, подмножество позиционно-зависимого изотопного анализа, уже доказал свою полезность при характеристике источников метан, палеосреда, палеоальтиметрия, среди многих других приложений. Более конкретные тематические исследования фракционирования изотопов в зависимости от положения подробно описаны ниже.

Теория

Стабильные изотопы не распадаются, а массы тяжелых и легких изотопов влияют на то, как они распределяются в окружающей среде. Любое отклонение от случайное распределение легких и тяжелых изотопов в окружающей среде называется фракционированием, а последовательное фракционирование в результате определенного процесса или реакции называется «изотопным эффектом».

Изотопные эффекты

Изотопные эффекты - это повторяющиеся закономерности в распределении тяжелых и легких изотопов между различными химическими веществами или соединениями или между атомными участками в молекуле. Эти изотопные эффекты могут возникать в результате почти бесконечного числа процессов, но большинство из них можно сузить до двух основных категорий, в зависимости от природы химической реакции, создающей или разрушающей интересующее соединение:

(1) Кинетические изотопные эффекты проявить в необратимые реакции, когда один изотополог предпочтителен в переходное состояние из-за самого низкого энергетического состояния. Предпочтительный изотополог будет зависеть от того, является ли переходное состояние молекулы во время химической реакции более похожим на реагент или продукт. Нормальные изотопные эффекты определяются как те, которые разделяют более легкий изотоп на продукты реакции. Обратные изотопные эффекты менее распространены, поскольку они предпочтительно разделяют более тяжелый изотоп на продукты.

(2) Равновесные изотопные эффекты проявляются в обратимые реакции, когда молекулы могут свободно обмениваться, чтобы достичь минимально возможного энергетического состояния.

Эти вариации могут происходить как на уровне соединения, так и на уровне внутри молекулы. Например, карбоксильный сайт аминокислот является заменяемым, и поэтому его изотопная сигнатура углерода может изменяться со временем и может не отражать первоначальный источник углерода молекулы.

Биологическое фракционирование

Изотопологи этанола
Изотопологи этанола (CH3CH2OH) с массой 47, соответствующей однократному изотопному замещению. Изотопологи с тяжелым изотопом в разных положениях называются изотопомерами. Этанол имеет 2Рука 13C-изотопомеры.

Химические реакции в биологических процессах контролируются ферменты которые катализируют превращение субстрата в продукт. Поскольку ферменты могут изменять структуру переходного состояния для реакций, они также изменяют кинетические и равновесные изотопные эффекты. Помещенный в контекст метаболизм, выражение изотопных эффектов на биомолекулы дополнительно контролируется точками ветвления. В различных путях биосинтеза будут использоваться разные ферменты, что приведет к обогащению изотопов в зависимости от положения. Эта изменчивость позволяет позиционно-специфическим измерениям изотопов различать несколько путей биосинтеза одного и того же продукта метаболизма.[3] Биогеохимики используют обогащение изотопов в зависимости от положения аминокислоты, липиды, и сахара в природе, чтобы интерпретировать относительную важность различных метаболизмов.

Механизм

Позиционно-специфический изотопный эффект ферментативной реакции выражается как отношение констант скорости для моноизотопный субстрат и субстрат, замещенный одним редким изотопом. Например, фермент формиатдегидрогеназа катализирует реакцию формиата и НАД + к двуокиси углерода и НАДН. Водород формиата напрямую переходит в НАД +. Этот шаг имеет изотопный эффект, потому что скорость протий переход от формиата к NAD + почти в три раза быстрее, чем скорость той же реакции с дейтерий перевод. Это тоже пример первичного изотопного эффекта.[4] Первичный изотопный эффект - это эффект, при котором редкий изотоп замещается в месте разрыва или образования связи. Вторичные изотопные эффекты возникают в других положениях молекулы и контролируются молекулярной геометрией переходного состояния. Обычно они считаются незначительными, но возникают в определенных случаях, особенно для изотопы водорода.[4]

В отличие от абиотических реакций, ферментативные реакции протекают в несколько этапов, включая связывание субстрат-фермент, преобразование субстрата в продукт и диссоциацию комплекса фермент-продукт. Наблюдаемый изотопный эффект фермента будет контролироваться этапом ограничения скорости в этом механизме. Если стадия превращения субстрата в продукт является ограничивающей по скорости, фермент будет проявлять свой собственный изотопный эффект - реакцию образования или разрыва связи.[5]

Абиологическое фракционирование

Подобно биотическим молекулам, позиционируйте конкретные обогащения изотопов в абиотический молекулы могут отражать источник химических предшественников и пути синтеза. Энергия для абиотических реакций может поступать из множества различных источников, что влияет на фракционирование. Например, металлические катализаторы могут ускорить абиотические реакции. Реакции могут быть замедлены или ускорены различными условиями температуры и давления, что повлияет на константа равновесия или же энергия активации обратимых и необратимых реакций соответственно.

Например, углерод в межзвездная среда и солнечная туманность разделение на отдельные состояния на основе термодинамической благоприятности. Измерение локального изотопного обогащения углерода из органических молекул, извлеченных из углеродистые хондриты может выяснить, откуда происходит каждый атом углерода, и как органические молекулы могут быть синтезированы абиотически.[6] В более широком смысле, эти изотопные обогащения могут предоставить информацию о физических процессах в области, где были сформированы молекулярные предшественники, и где молекула образовалась в солнечной системе (т.е. нуклеосинтетическая гетерогенность, массовое независимое фракционирование, самозащиты и др.).

Другим примером отдельных сайт-специфических фракций в абиотических молекулах является Фишер-Тропш -типа синтеза, который, как считается, производит абиогенные углеводородные цепи.[6] Благодаря этому механизму реакции, обогащение углеродом на месте будет истощаться по мере увеличения длины углеродной цепи и будет отличаться от обогащения углеводородов биологического происхождения на месте.

Анализ

Субстраты должны быть подготовлены и проанализированы особым образом, чтобы выяснить, как происходит обогащение изотопов на конкретных участках. Это требует чистого отделения интересующего соединения от исходного образца, что может потребовать множества различных подготовительных химических процессов. После выделения изотопное обогащение в зависимости от положения может быть проанализировано с помощью различных инструментов, каждый из которых имеет разные преимущества и обеспечивает разную степень точность.

Ферментативная реакция

Чтобы измерить кинетические изотопные эффекты ферментативных реакций, биохимики проводят эксперименты in vitro с ферментами и субстратами. Цель этих экспериментов - измерить разницу в ферментативной скорость реакции для моноизотопный субстрат и субстрат с одним редким изотопом.[5] В этих экспериментах широко используются два метода: исследования внутренней конкуренции и эксперименты прямого сравнения. Оба измеряют изотопные эффекты, зависящие от положения.

Прямое сравнение

Эксперименты прямого сравнения в основном используются для измерения водород /дейтерий изотопные эффекты в ферментативных реакциях. Моноизотопный субстрат и дейтерированная форма субстрата по отдельности подвергаются действию представляющего интерес фермента в диапазоне концентраций. В Михаэлис-Ментен Определяются кинетические параметры для обоих субстратов, и позиционно-специфический изотопный эффект в месте дейтерирования выражается как отношение константы скорости моноизотопов к константе скорости редких изотопов.[7]

Внутренняя конкуренция

Для изотопов таких элементов, как углерод и сера, разница кинетических параметров слишком мала, и точность измерения слишком низкий, чтобы измерить изотопный эффект путем прямого сравнения скоростей моноизотопных и редких изотопов субстратов. Вместо этого они смешиваются вместе, используя естественное изобилие стабильные изотопы в молекулах. Фермент подвергается воздействию обоих изотопов одновременно, и его предпочтение легкому изотопу анализируется путем сбора продукта реакции и измерения его изотопного состава. Например, если фермент удаляет углерод из молекулы, превращая его в углекислый газ, этот диоксид углерода можно собрать и измерить на Масс-спектрометр изотопного отношения для своего изотопный состав углерода. Если углекислого газа меньше 13C, чем смесь субстратов, фермент предпочтительно реагирует с субстратом, который имеет 12C на сайте, который декарбоксилированный. Таким образом, эксперименты с внутренней конкуренцией также зависят от позиции. Если бы только ЦО2 измеряется, то регистрируется только изотопный эффект на сайте декарбоксилирования.[5]

Химическое разложение

До появления технологий, которые анализируют целые молекулы на предмет их внутримолекулярной изотопной структуры, молекулы последовательно разлагались и превращались в CO.2 и измеряется на IМасс-спектрометр соотношения сотопов, выявление конкретных позиций 13C обогащения.

Нингидрин реакция

В 1961 году Абельсон и Херинг разработали методику удаления карбоновая кислота аминокислот с использованием нингидрин реакция. Эта реакция превращает карбоновую кислоту в молекулу CO.2 который измеряется с помощью масс-спектрометра изотопного отношения.[1]

Реакция озонолиза

Липиды представляют особый интерес для стабильных изотопов. геохимики потому что они сохраняются в скалах миллионы лет. Монсон и Hayes использовал озонолиз чтобы охарактеризовать зависящее от положения изотопное содержание ненасыщенных жирные кислоты, превращая различные позиции углерода в диоксид углерода. Используя эту технику, они напрямую измерили изотопную структуру жирных кислот, предсказываемую годами.[8]

Подготовительная химия

Дериватизация

В некоторых случаях к молекулам необходимо будет добавить дополнительные функциональные группы для облегчения других методов разделения и анализа. Дериватизация может изменить свойства аналита; например, это сделало бы полярное и нелетучее соединение неполярным и более летучим, что было бы необходимо для анализа некоторых типов хроматография. Однако важно отметить, что дериватизация не идеален для анализа конкретных участков, так как добавляет дополнительные элементы, которые необходимо учитывать при анализе.

Хроматография

Хроматография облегчает разделение отдельных молекул в смеси на основе их соответствующих химических свойств и того, как эти свойства взаимодействуют с субстратом, покрывающим хроматографическую колонку. Это разделение может происходить «в режиме онлайн», во время самого измерения или перед измерениями для выделения чистого соединения. Газ и жидкостная хроматография имеют явные преимущества, основанные на интересующих молекулах. Например, водорастворимые молекулы легче разделяются с помощью жидкостной хроматографии, тогда как летучие неполярные молекулы, такие как пропан или этан, разделяются с помощью газовой хроматографии.

Инструментальный анализ

Для выполнения изотопного анализа в зависимости от положения можно использовать множество различных инструментов, и каждый из них имеет свои преимущества и недостатки. Многие из них требуют сравнения интересующего образца с эталоном известного изотопного состава; фракционирование внутри прибора и изменение инструментальных условий с течением времени могут повлиять на точность отдельных измерений, если они не стандартизированы.

ГХ-ИКМС и ЖХ-МС

Первоначальные измерения позиционного обогащения изотопов были измерены с использованием изотопное соотношение масс-спектрометрия в которых участки молекулы сначала разлагались до СО2, СО2 улавливался и очищался, а затем СО22 был измерен его изотопный состав на масс-спектрометре изотопного отношения (IRMS). Py-GC-MS также использовался в этих экспериментах для дальнейшего разложения молекул и характеристики их внутримолекулярных изотопных распределений.[1] И ГХ-МС, и ЖХ-МС способны охарактеризовать обогащение изотопов в зависимости от положения в изотопно меченые молекулы. В этих молекулах 13C настолько распространен, что его можно увидеть на масс-спектрометр с низкой чувствительностью. Разрешение этих инструментов позволяет различать две молекулы с разницей в 1 Дальтон в их молекулярных массах; однако это различие могло возникнуть из-за добавления многих редких изотопов (17О, 13C, 2H и т. Д.). По этой причине масс-спектрометры, использующие квадруполи или же время полета методы обнаружения не могут использоваться для измерения обогащения в зависимости от положения на природное изобилие.

Спектроскопия

Лазерная спектроскопия может использоваться для измерения изотопного обогащения газов в окружающей среде. Лазерная спектроскопия использует преимущества различных частот колебаний изотопологов, которые заставляют их поглощать световые волны различной длины. Прохождение света через газовый образец при контролируемой температуре можно количественно преобразовать в утверждение об изотопном составе. Для N2O эти измерения могут определить изотопное обогащение (15Н.[9] Эти измерения быстрые и могут достигать относительно хорошей точности (1-10 промилле ). Он используется для характеристики потоков газа в окружающей среде и воздействия на них. потоки.[10] Этот метод ограничен измерением и характеристикой газов.

Ядерный магнитный резонанс (ЯМР)

Ядерный магнитный резонанс наблюдает небольшие различия в молекулярных реакциях на колебания магнитные поля. Он может характеризовать атомы с активными нуклидами, которые имеют ненулевой ядерный спин (например, 13C, 1ЧАС, 17О 35Cl, 15N, 37Cl), что делает его особенно полезным для идентификации определенных изотопов. В типичном протонном или 13С ЯМР измеряются химические сдвиги протий (1H) и атомов углерода-13 в молекуле, соответственно, когда они возбуждаются магнитным полем и затем релаксируют с диагностической резонансной частотой. С локальным фракционированием природных изотопов (SNIF ) ЯМР, релаксационные резонансы атомов дейтерия и 13C[11]. ЯМР не обладает чувствительностью для обнаружения изотопологов с множеством редких изотопов. Единственные пики, которые появляются в спектрах SNIF-ЯМР, - это пики изотопологов с одним редким изотопом. Поскольку прибор измеряет только резонансы редких изотопов, каждый изотополог будет иметь один пик. Например, молекула с шестью химически уникальными атомами углерода будет иметь шесть пиков в спектре ЯМР 13C SNIF. Место замещения 13C можно определить по химическому сдвигу каждого из пиков. В результате ЯМР способен идентифицировать сайт-специфические изотопные обогащения в молекулах.[11][12]

Орбитальная масс-спектрометрия

Orbitrap позволяет с высокой точностью измерять изотопно-зависимые эффекты молекул, вводимых в прибор в виде фрагментов. Рисунок адаптирован из Eiler et al., 2017.

В Орбитальная ловушка это высокое разрешение преобразование Фурье масс-спектрометр, который недавно был адаптирован для анализа на конкретном участке.[2] В орбитальную ловушку вводятся молекулы: фрагментированный, ускорены и проанализированы. Поскольку Orbitrap характеризует молекулярные массы измеряя колебания на радиочастоты, он может достигать очень высокого уровня точности в зависимости от метода измерения (например, до 0,1 промилле для длительного времени интеграции). Это значительно быстрее, чем измерения изотопов на конкретном участке, которые можно выполнить с помощью ЯМР, и может измерять молекулы с разными редкими изотопами, но с одинаковой номинальной массой при естественном содержании (в отличие от ГХ и ЖХМС). Его также можно широко распространить на молекулы, которые могут быть введены через газ или жидкий растворитель.[2] Разрешение Orbitrap таково, что номинальные изобары (например, 2ЧАС против 15N против 13C обогащения) можно отличить друг от друга, и поэтому молекулы не нужно превращать в гомогенный субстрат для облегчения изотопного анализа. Как и другие измерения изотопов, измерения обогащения на конкретном участке на орбитальной ловушке следует сравнивать со стандартом известного состава.[2]

Тематические исследования

Чтобы проиллюстрировать полезность позиционно-зависимого изотопного обогащения, ниже описаны несколько тематических исследований, в которых ученые использовали позиционно-специфический изотопный анализ, чтобы ответить на важные вопросы о биохимии, загрязнении и климате.

Фосфоенолпируваткарбоксилаза

Фосфоенолпируваткарбоксилаза (PEPC) - это фермент, который объединяет бикарбонат и фосфоенолпируват (PEP) с образованием четырехуглеродной кислоты, оксалоацетат. Это важный фермент в C4 фотосинтез и анаплеротический пути.[13] Он также отвечает за позиционно-специфическое обогащение оксалоацетата из-за равновесного изотопного эффекта преобразования линейная молекула CO2 в тригонально плоский молекула HCO3-, какие разделы 13C в бикарбонат.[14] Внутри фермента PEPC H12CO3- реагирует в 1,0022 раза быстрее, чем H13CO3- так что PEPC имеет кинетический изотопный эффект 0,22%.[15] Этого недостаточно, чтобы компенсировать обогащение 13C бикарбонатом. Таким образом, оксалоацетат остается с 13Углерод, обогащенный С в положении С4. Однако сайт C1 испытывает небольшой обратный вторичный изотопный эффект из-за его связывающей среды в переходное состояние, оставляя C1-сайт оксалоацетата, обогащенного 13С.[16] Таким образом, PEPC одновременно разделяет 12C на сайт C4 и 13C в сайт C1 оксалоацетата, пример множественных позиционно-специфичных изотопных эффектов.

Аминокислоты

В первой статье по обогащению для конкретных мест использовался нингидрин реакция на расщепление карбокси l сайт вне альфа-аминокислоты в фотосинтетический организмы[1]. Авторы продемонстрировали наличие обогащенного карбоксильного сайта относительно основной δ13C молекул, которые они связывают с поглощением более тяжелого CO2 сквозь Цикл Кальвина.[1] Недавнее исследование применило аналогичную теорию для понимания обогащения метионином, которое, по их мнению, будет иметь важное значение при изучении происхождения и синтеза.[17]

Углеводы

Внутримолекулярные изотопы углерода глюкозы из годичных колец, записанные за период с 1961 по 1995 годы. По материалам Wieloch et al. 2018 г. [18]

В 2012 году группа ученых использовала ЯМР спектроскопия для измерения всех изотопов углерода в зависимости от положения глюкоза и другие сахара. Было показано, что содержания изотопов неоднородный. Различные части молекул сахара используются для биосинтез на основе метаболических путей, которые использует организм.[12] Следовательно, любые интерпретации позиционно-специфических изотопов молекул ниже глюкозы должны учитывать эту внутримолекулярную гетерогенность.

Глюкоза - это мономер из целлюлозы, полимера, придающего устойчивость растениям и деревьям. После появления позиционно-зависимых анализов глюкозы биогеохимики из Швеции выглядел концентрическим годичные кольца из Сосна черная которые регистрировали ежегодный рост в период с 1961 по 1995 год. Они усвоили целлюлоза вплоть до единиц глюкозы и использовал ЯМР-спектроскопию для анализа внутримолекулярных изотопных структур. Они обнаружили корреляции с позиционно-специфическим изотопным обогащением, которые не были очевидны при анализе изотопов углерода всей молекулы глюкозы. Измеряя зависящее от положения обогащение 6-углеродной молекулы глюкозы, они собрали в шесть раз больше информации из одного и того же образца.[18]

Жирные кислоты

Биосинтез жирные кислоты начинается с ацетил-КоА прекурсоры, которые собраны вместе в длинную прямую цепочку липиды. Ацетил-КоА производится в аэробные организмы к пируватдегидрогеназа, фермент, который, как было показано, проявляет большой, 2,3% изотопный эффект на сайте C2 пирувата и небольшое фракционирование на сайте C3.[19] Они становятся нечетными и четными положениями углерода жирных кислот соответственно и теоретически могут привести к структуре 13Истощение и обогащение углерода в нечетных и четных позициях соответственно. В 1982 году Монсон и Hayes разработала технологию измерения содержания изотопов углерода жирных кислот в зависимости от положения. Их эксперименты на кишечная палочка выявил предсказанного родственника 13Обогащение C в углеродных центрах с нечетными номерами.[20] Однако этот образец не был обнаружен в S. cerevisiaea накормил глюкозой. Вместо этого его жирные кислоты были 13C обогащен по нечетным позициям.[8] Это было интерпретировано как продукт изотопных эффектов во время деградация жирных кислот или внутримолекулярная изотопная гетерогенность глюкозы, которая, в конечном счете, отражается на позиционно-специфических структурах жирных кислот.[21]

Оксид азота

Конкретные площадки изотопного обогащения N2О измеряется в окружающей среде, чтобы помочь отделить микробные источники и поглотители в окружающей среде. Различные изотопологи N2O поглощают свет с разной длиной волны. Лазерная спектроскопия преобразует эти различия, поскольку она сканирует длины волн для измерения содержания 14N-15N-16O vs. 15N-14N-16О, различие, которое невозможно на других инструментах. Эти измерения достигли очень высокой точности - до 0,2 промилле.[10]

Загрязняющие окружающую среду вещества

Позиционно-зависимые изотопы могут использоваться для отслеживания окружающей среды. загрязняющие вещества через локальную и глобальную среду.[22] Это особенно полезно, поскольку тяжелые изотопы часто используются для синтеза химических веществ, а затем попадают в естественную среду через биоразложение. Таким образом, отслеживание изотопов в окружающей среде может помочь отследить перемещение этих загрязнителей и химических продуктов.

Выводы из тематического исследования

Эти тематические исследования представляют собой некоторые потенциальные приложения для изотопного анализа с определенным положением, но, конечно, не все. Возможности для образцов для измерения и процессов для определения характеристик практически безграничны, и новые методологические разработки помогут сделать эти измерения возможными в будущем.

Рекомендации

  1. ^ а б c d е Абельсон, Филип Х. Херинг, Т.С. ФРАКЦИОНИРОВАНИЕ ИЗОТОПОВ УГЛЕРОДА ПРИ ОБРАЗОВАНИИ АМИНОКИСЛОТ ФОТОСИНТЕТИЧЕСКИМИ ОРГАНИЗМАМИ *. OCLC  678738249.CS1 maint: несколько имен: список авторов (ссылка на сайт)
  2. ^ а б c d Эйлер, Дж. Сезар, Дж. Чимиак, Л. Даллас, Б. Грайс, Клити Грип-Рэминг, Дж. Джучелка, Д. Китчен, Н. Ллойд, М. Макаров, А. Робинс, Р. Швитерс, Дж. ( 2017). Анализ молекулярных изотопных структур с высокой точностью и точностью с помощью масс-спектрометрии Orbitrap. Wiley InterScience. OCLC  1033992479.CS1 maint: несколько имен: список авторов (ссылка на сайт)
  3. ^ Хейс, Джон М. (2001-12-31), Вэлли, Джон В. Коул, Дэвид Р. (ред.), "3. Фракционирование изотопов углерода и водорода в биосинтетических процессах", Геохимия стабильных изотопов, De Gruyter, pp. 225–278, Дои:10.1515/9781501508745-006, ISBN  978-1-5015-0874-5
  4. ^ а б Гермес, Джеффри Д .; Morric, Скотт У .; О'Лири, Мэрион Х .; Cleland, W. W. (ноябрь 1984 г.). «Изменение структуры переходного состояния в зависимости от нуклеотида в реакциях, катализируемых дегидрогеназами. 2. Формиатдегидрогеназа». Биохимия. 23 (23): 5479–5488. Дои:10.1021 / bi00318a016. ISSN  0006-2960. PMID  6391544.
  5. ^ а б c Уоллес Клеланд, W (ноябрь 2005 г.), «Ферментные механизмы, обусловленные изотопными эффектами», Изотопные эффекты в химии и биологии, CRC Press, стр. 915–930, Дои:10.1201 / 9781420028027.ch37, ISBN  978-0-8247-2449-8
  6. ^ а б Суда, Кономи; Гилберт, Алексис; Ямада, Кейта; Ёсида, Наохиро; Уэно, Юичиро (июнь 2017 г.). «Специфические по соединениям и положениям изотопные сигнатуры углерода абиогенных углеводородов из горячего источника Хакуба Хаппо, расположенного на суше на суше, в серпентините, в Японии». Geochimica et Cosmochimica Acta. 206: 201–215. Дои:10.1016 / j.gca.2017.03.008. ISSN  0016-7037.
  7. ^ Нортроп, Декстер Б. (1975-06-17). «Стационарный анализ кинетических изотопных эффектов в ферментативных реакциях». Биохимия. 14 (12): 2644–2651. Дои:10.1021 / bi00683a013. ISSN  0006-2960. PMID  1148173.
  8. ^ а б Kd, Monson; Джеймс, Хейс (1982-05-25). «Биосинтетический контроль естественного изобилия углерода 13 в определенных местах в жирных кислотах в Saccharomyces Cerevisiae. Изотопное фракционирование в синтезе липидов как доказательство пероксисомной регуляции». Журнал биологической химии. 257 (10): 5568–75. PMID  7040368.
  9. ^ Waechter, Хелен; Мон, Иоахим; Тузсон, Бела; Эмменеггер, Лукас; Сигрист, Маркус В. (06.06.2008). «Определение изотопомеров N_2O с помощью квантовой каскадной лазерной абсорбционной спектроскопии». Оптика Экспресс. 16 (12): 9239–44. Дои:10.1364 / oe.16.009239. ISSN  1094-4087. PMID  18545636.
  10. ^ а б Mohn, J .; Tuzson, B .; Manninen, A .; Yoshida, N .; Toyoda, S .; Brand, W. A .; Эмменеггер, Л. (11.07.2012). «Выборочные измерения изотопомеров N2O в атмосфере в режиме реального времени с помощью лазерной спектроскопии». Методы атмосферных измерений. 5 (7): 1601–1609. Дои:10.5194 / амт-5-1601-2012. ISSN  1867-8548.
  11. ^ а б Мартин, Жерар Дж .; Акока, Серж; Мартин, Мэривонн Л. (2006), Уэбб, Грэм А. (редактор), «SNIF-ЯМР - Часть 1: Принципы», Современный магнитный резонанс, Springer, Нидерланды, стр. 1651–1658, Дои:10.1007/1-4020-3910-7_185, ISBN  978-1-4020-3910-2
  12. ^ а б Гилберт, А .; Робинс, Р. Дж .; Ремод, Г. С .; Черкез, Г. Г. Б. (2012-10-16). «Внутримолекулярный образец 13C в гексозах из автотрофных и гетеротрофных тканей растений C3». Труды Национальной академии наук. 109 (44): 18204–18209. Дои:10.1073 / pnas.1211149109. ISSN  0027-8424. ЧВК  3497804. PMID  23074255.
  13. ^ Мельцер, Ева; О'Лири, Мэрион Х. (1 мая 1987 г.). «Анаплевротическая фиксация CO2 фосфоенолпируваткарбоксилазой в растениях C3». Физиология растений. 84 (1): 58–60. Дои:10.1104 / стр.84.1.58. ISSN  0032-0889. ЧВК  1056527. PMID  16665405.
  14. ^ Mook, W.G .; Bommerson, J.C .; Ставерман, W.H. (Май 1974 г.). «Фракционирование изотопов углерода между растворенным бикарбонатом и газообразным диоксидом углерода». Письма по науке о Земле и планетах. 22 (2): 169–176. Дои:10.1016 / 0012-821x (74) 90078-8. ISSN  0012-821X.
  15. ^ О'Лири, Мэрион Х .; Райф, Джеймс Э .; Слейтер, Джонатан Д. (декабрь 1981 г.). «Кинетические и изотопные эффекты фосфоенолпируваткарбоксилазы кукурузы». Биохимия. 20 (25): 7308–7314. Дои:10.1021 / bi00528a040. ISSN  0006-2960. PMID  7317383.
  16. ^ Гавлита, Ева; Колдуэлл, Уильям С .; О'Лири, Мэрион Х .; Панет, Петр; Андерсон, Вернон Э. (февраль 1995 г.). «Кинетические эффекты изотопов на ассоциации субстрата: реакции фосфоенолпирувата с фосфоенолпируваткарбоксилазой и пируваткиназой». Биохимия. 34 (8): 2577–2583. Дои:10.1021 / bi00008a023. ISSN  0006-2960. PMID  7873538.
  17. ^ Neubauer, Cajetan; Sweredoski, Майкл Дж .; Морадиан, Энни; Ньюман, Дайан К .; Робинс, Ричард Дж .; Эйлер, Джон М. (ноябрь 2018 г.). «Сканирование изотопной структуры молекул методом тандемной масс-спектрометрии». Международный журнал масс-спектрометрии. 434: 276–286. Дои:10.1016 / j.ijms.2018.08.001. ISSN  1387-3806.
  18. ^ а б Велох, Томас; Элерс, Инна; Ю, Джун; Франк, Дэвид; Грабнер, Майкл; Гесслер, Артур; Шлейхер, Юрген (22 марта 2018 г.). «Внутримолекулярный 13C-анализ годичных колец дает множество сигналов экофизиологии растений, охватывающих десятилетия». Научные отчеты. 8 (1): 5048. Дои:10.1038 / s41598-018-23422-2. ISSN  2045-2322. ЧВК  5864875. PMID  29567963.
  19. ^ Мельцер, Ева. (1987). Влияние изотопов углерода на реакцию пируватдегидрогеназы и их значение для относительного истощения липидов углеродом-13. Американское общество биохимии и молекулярной биологии. OCLC  793267425.
  20. ^ Монсон, К. Давид; Хейс, Дж. М. (февраль 1982 г.). «Изотопное фракционирование углерода в биосинтезе бактериальных жирных кислот. Озонолиз ненасыщенных жирных кислот как средство определения внутримолекулярного распределения изотопов углерода». Geochimica et Cosmochimica Acta. 46 (2): 139–149. Дои:10.1016/0016-7037(82)90241-1. ISSN  0016-7037.
  21. ^ Шмидт, Ханс-Людвиг (2003-12-01). «Основы и систематика нестатистических распределений изотопов в природных соединениях». Naturwissenschaften. 90 (12): 537–552. Дои:10.1007 / s00114-003-0485-5. ISSN  0028-1042. PMID  14676950. S2CID  26485693.
  22. ^ Schmidt, Torsten C .; Цванк, Люк; Эльснер, Мартин; Берг, Майкл; Meckenstock, Rainer U .; Хадерлейн, Стефан Б. (1 января 2004 г.). «Анализ стабильных изотопов органических загрязнителей в естественной окружающей среде: критический обзор современного состояния, перспектив и будущих проблем». Аналитическая и биоаналитическая химия. 378 (2): 283–300. Дои:10.1007 / s00216-003-2350-у. ISSN  1618-2650. PMID  14647941. S2CID  36636525.