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Aminosäuren
Es gibt eine Vielzahl von natürlich vorkommenden Aminosäuren. Diese enthalten als funktionelle Gruppen mindestens eine Aminogruppe (NH2) und eine Carboxygruppe (COOH). Steht die Aminogruppe unmittelbar benachbart zur Carboxygruppe spricht man von α-Aminosäuren. Davon sind die bekanntesten die 20 kanonischen α-Aminosäuren, welche als Grundbausteine der Proteine dienen.
Nach Derivatisierung mit MTBSTFA können wir aktuell folgende Aminosäuren über GC-MS quantifizieren:
Alanin, Asparagin, Asparaginsäure, Cystein, Cystin, Glutamin, Glutaminsäure, Glycin, Histidin, Isoleucin, Leucin, Lysin, Methionin, Phenylalanin, Prolin, Serin, Threonin, Tryptophan, Tyrosin und Valin.
Arginin kann in biologischen Proben mit dieser Methode nicht bestimmt werden, da es sich nicht von Ornithin und Citrullin unterscheiden lässt. Für diese Aminosäure steht eine separate Methode zur Verfügung.
GC-MS Chromatogramm 20 messbarer Aminosäuren
zuzüglich isotopenmarkierter Interner Standards
als MTBSTFA-Derivate
Bildquelle: CFMS
Aminobuttersäuren
Auch andere, nicht proteinogene Aminosäuren können mit dieser Methode gemessen werden. Dazu gehören die Isomere α-Aminobuttersäure (AABA, Butyrin), β-Aminoisobuttersäure (BAIBA) und γ-Aminobuttersäure (GABA, Piperidinsäure), welches Derivate der Buttersäure sind, die einen Aminosubstituenten am Propylrest der Buttersäure besitzen.
Strukturen von AABA, BAIBA und GABA:
Bildquelle: CFMS
D- und L-Aminosäuren
Von Aminosäuren, die an α-Position vier verschiedene Liganden tragen, gibt es zwei spiegelbildliche, optisch aktive Formen (D- und L-Form). Mit der etablierten MTBSTFA-GC-MS-Methode lassen sich diese jedoch nicht unterscheiden. Bei der Quantifizierung können daher nur die Summe der Konzentrationen aus beiden stereoisomeren Aminosäuren ermittelt werden. In humanen Proben ist dies üblicherweise nur die L-Form.
Seit August 2021 ist es mittels neuer Methode jedoch möglich, auch den prozentualen Anteil an D-Isomeren von 12 α-Aminosäuren zu bestimmen.
Nähere Informationen siehe: Chirale Analyten.
