代謝組學(xué)的研究對象與層次有哪些?一般來說,代謝組學(xué)關(guān)注的對象是分子量在1000以下的小分子化合物。根據(jù)研究的對象和目的不同,科學(xué)家將生物體系的代謝產(chǎn)物分析分為4個層次:代謝物靶標(biāo)分析:某一個或幾個特定組分的定性和定量分析,如某一類結(jié)構(gòu)、性質(zhì)相關(guān)的化合物(氨基酸、有機酸、順二醇類)或者某一代謝途徑的所有中間產(chǎn)物或多條代謝途徑的標(biāo)志性組分。代謝物指紋分析:同時對多個代謝物進(jìn)行分析,不分離鑒定具體單一組分。代謝輪廓分析:限定條件下對生物體內(nèi)特定組織內(nèi)的代謝產(chǎn)物的快速定性和半定量分析。代謝組分析:對生物體或體內(nèi)某一特定組織所包含的所有代謝物的定量分析,并研究該代謝物組在外界干預(yù)或病理生理條件下的動態(tài)變化規(guī)律。代謝組學(xué)是用來解決什么問題的?貴州農(nóng)學(xué)靶向代謝組學(xué)定性分析
代謝組學(xué)概念:代謝組學(xué)(metabonomics/metabolomics)是效仿基因組學(xué)和蛋白質(zhì)組學(xué)的研究思想,對生物體內(nèi)所有代謝物進(jìn)行定量分析,并尋找代謝物與生理病理變化的相對關(guān)系的研究方式,是系統(tǒng)生物學(xué)的組成部分。其研究對象大都是相對分子質(zhì)量1000以內(nèi)的小分子物質(zhì)。先進(jìn)分析檢測技術(shù)結(jié)合模式識別和**系統(tǒng)等計算分析方法是代謝組學(xué)研究的基本方法。 代謝組學(xué)是繼基因組學(xué)和蛋白質(zhì)組學(xué)之后新近發(fā)展起來的一門學(xué)科,是系統(tǒng)生物學(xué)的重要組成部分?;蚪M學(xué)和蛋白質(zhì)組學(xué)分別從基因和蛋白質(zhì)層面探尋生命的活動,而實際上細(xì)胞內(nèi)許多生命活動是發(fā)生在代謝物層面的,如細(xì)胞信號釋放(cell signaling),能量傳遞,細(xì)胞間通信等都是受代謝物調(diào)控的。代謝組學(xué)正是研究代謝組(metabolome)——在某一時刻細(xì)胞內(nèi)所有代謝物的組合——的一門學(xué)科。江蘇動物靶向代謝組學(xué)分析研究代謝組學(xué)技術(shù)可應(yīng)用于藥物毒理學(xué)。
代謝組學(xué)有哪些應(yīng)用?近年來,代謝組學(xué)技術(shù)得到了迅速發(fā)展,主要可應(yīng)用于:功能基因組學(xué)、疾病早期診斷、病因病機研究、藥物毒理學(xué)、中醫(yī)藥現(xiàn)代化、植物代謝組學(xué)、微生物代謝組學(xué)、營養(yǎng)學(xué)、環(huán)境科學(xué)等生命科學(xué)的各個領(lǐng)域。為什么要選擇代謝組學(xué)?首先需要明確的是代謝組學(xué)的目標(biāo)分析物主要為生物小分子及其代謝產(chǎn)物,如糖、有機酸、脂質(zhì)、維生素、氨基酸、芳香烴之類等化合物。所以,如果關(guān)注的是小分子物質(zhì),那么采用代謝組學(xué)的方法,可以對樣品內(nèi)檢測到的小分子物質(zhì)進(jìn)行定性、定量分析。同于基因組學(xué)和蛋白組學(xué),代謝組學(xué)的研究反映某一時刻下正在發(fā)生的生命活動情況,研究代謝物的表達(dá)量、代謝物與生理病理變化的關(guān)系,能夠幫助尋找新的生物標(biāo)記物,發(fā)現(xiàn)新的代謝途徑,以及更進(jìn)一步深入了解目前已知的這些途徑,應(yīng)用于疾病的早期診斷、藥物靶點的發(fā)現(xiàn)、疾病的病理生理研究。
代謝組學(xué)有哪些研究方式?根據(jù)有沒有研究目標(biāo)或方向來確定,在不確定代謝物或者代謝途徑時可使用非靶向代謝組學(xué)尋找切入點,在有目標(biāo)時則使用靶向定量進(jìn)行深入研究,針對性研究脂質(zhì)的則可以使用脂質(zhì)組學(xué)技術(shù)。另外比較新的,譜領(lǐng)生物還提供基于穩(wěn)定性同位素示蹤技術(shù)的代謝流組學(xué)技術(shù)服務(wù)來研究代謝流量問題。什么是代謝組學(xué)?代謝組學(xué)是末期發(fā)展起來的一門新興學(xué)科,是研究關(guān)于生物體被擾動后(如基因的改變或環(huán)境變化后)其代謝產(chǎn)物(內(nèi)源性代謝物質(zhì))種類、數(shù)量及其變化規(guī)律的科學(xué)。代謝組學(xué)著重研究的是生物整體、組織的內(nèi)源性代謝物質(zhì)的代謝途徑及其所受內(nèi)在或者外在因素的影響及隨時間變化的規(guī)律。代謝組學(xué)通過揭示內(nèi)在和外在因素影響下,生物體的代謝整體的變化軌跡來反映某種生理或病理的一系列發(fā)展過程。代謝組學(xué)的代謝物的種類要遠(yuǎn)小于基因和蛋白的數(shù)目。
GC-MS非靶向代謝組學(xué)能檢測到哪些類別的代謝物?衍生化極大地拓展了GC/MS的檢測分析范圍。GC/MS能檢測到有機酸、氨基酸、單糖、糖醇、胺類、脂肪酸、吲哚、單甘油酯、核苷、二糖、生育酚、甾醇和膽汁酸等代謝物。如何提高定性準(zhǔn)確度?GC/MS的定性有雙重標(biāo)準(zhǔn),一是保留指數(shù),二是質(zhì)譜信息的相似度(similarity)。不同于LC/MS的軟電離源,GC/MS使用的EI源屬于硬電離,能量較強且穩(wěn)定,在將代謝物分子電離后,分子離子峰進(jìn)一步碎裂產(chǎn)生豐富的碎片離子。因此,我們很難在GC/MS上看到分子離子峰。GC/MS提供的是代謝物的“指紋圖譜”,將儀器得到的實際指紋圖譜和質(zhì)譜庫(如NIST庫)進(jìn)行比對后,我們將會得到一個叫相似度的指標(biāo)。保留指數(shù)和相似度都必須滿足設(shè)定的閾值,軟件才會給出色譜峰的定性結(jié)果。然后采用標(biāo)準(zhǔn)品質(zhì)譜信息進(jìn)行完全比對定性,也就是說只有經(jīng)過標(biāo)準(zhǔn)品比對,代謝物才是被100%定性。代謝組學(xué)是繼基因組學(xué)和蛋白質(zhì)組學(xué)之后新近發(fā)展起來的一門學(xué)科。江蘇動物靶向代謝組學(xué)分析研究
非靶向代謝組學(xué)無偏向性地對所有小分子代謝物(一般相對分子量小于1000)。貴州農(nóng)學(xué)靶向代謝組學(xué)定性分析
代謝組學(xué)有哪些特點?(1) 代謝處于系統(tǒng)生物學(xué)的末端,更能反映基因與外部環(huán)境互作的真實情況,因此,在多數(shù)生物表型研究上更加適用。(2) 常規(guī)代謝組學(xué)只關(guān)注內(nèi)源性化合物,也有使用代謝組學(xué)技術(shù)測定外源性化合物的。內(nèi)源性化合物的上調(diào)和下調(diào)指示了與疾病、毒性、基因修飾或環(huán)境因子的影響。(3) 高通量定量和定性研究生物小分子化合物。(4) 內(nèi)源性化合物的結(jié)果可以作為疾病的診斷、藥物篩選或者其他分型評估等潛在生物標(biāo)志物。謝組學(xué)通過揭示內(nèi)在和外在因素影響下,生物體的代謝整體的變化軌跡來反映某種生理或病理的一系列發(fā)展過程。貴州農(nóng)學(xué)靶向代謝組學(xué)定性分析
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