13C NMR analysis of triglyceride fatty acid enrichment from 13c-enriched lipogenic substrates

Abstract

Os lípidos têm um papel central na estrutura celular e geração de energia, há um grande interesse na análise dos diferentes tipos de lípidos na célula, o estudo de toda esta matéria é referido como lipidómica, que é muitas vezes considerado como um ramo da metabolómica. Por meio de uma análise quantitativa e qualitativa de lípidos podem contar parte da história atrás de uma doença ou organismo são. No presente trabalho a Espectroscopia Magnética Nuclear 13C de 1D fornece uma visão detalhada da composição e posições dos ácidos gordos dos triglicerídeos, usando a abundância natural do isótopo 13C. Nós aplicámos esta abordagem para determinar as contribuições de diferentes ácidos gordos nos triglicerídeos recuperados dos tecidos adiposos viscerais de ratinhos. Numa primeira abordagem utilizou-se uma mistura sintética de homotriglicerídeos de concentração conhecida, para fazer corresponder cada sinal ao ácido gordo que esteve na sua origem, que resultou na determinação da concentração de cada ácido gordo com um erro máximo de 2%. Posteriormente, utilizou-se essa mesma abordagem em tecido adiposo visceral proveniente de ratinhos com 12 semanas. Também, como um primeiro passo para combinar análises lipidómicas com medições de enriquecimento de ácido gordos em 13C a partir de substratos precursores enriquecidos com 13C, identificámos e medimos constantes de acoplamento spin-13C-13C a partir de gliceril trioleato. Os sinais de oleato com acoplamento 13C-13C foram identificados com sucesso em ácidos gordos de triglicerídeos obtidos de um ratinho alimentado com glucose [U-13C].

Lipids have central roles in cell structure and energy generation, there is high interest in analysis of the different types of lipids in the cell the study of all this matter is referred to as lipidomics, which is often regarded as a branch of metabolomics. Through a quantitative and qualitative analysis of lipids they can tell part of the history behind a disease or healthy organism. In the current work 1D 13C Nuclear Magnetic Spectroscopy gives a detailed insight of the triglycerides fatty acid composition and positions, using the natural abundance of the 13C isotope. We applied this approach to resolve the contributions of different fatty acids to triglycerides recovered from mouse visceral adipose tissues. In a first approach a synthetic homotriglyceride mixture of the known concentrantion was used to assign each signal to the respective fatty acid involved in their origin, which resulted in the determination of the concentration of each fatty acid with a maximum error of 2%. Subsequently, we use the same approach in visceral adipose tissue from mice at 12 week old mouse. Also, as a first step towards combining lipidomic analyses with measurements of fatty acid 13C-enrichment from 13C-enriched precursor substrates, we also identified and measured 13C-13C-spin-spin coupling constants from glyceryl trioleate. 13C-13C-spin-spin coupled signals from oleate were successfully identified in triglyceride fatty acids obtained from a mouse that had been fed with [U-13C]glucose.