什么是代谢组学?代谢组学是用来解决什么问题的?代谢组学(Metabonomics/Metabolomics)是发展起来的一门新兴学科,是研究关于生物体被扰动后(如基因的改变或环境变化后)其代谢产物(内源性代谢物质)种类、数量及其变化规律的科学。代谢组学着重研究的是生物整体或组织的内源性代谢物质的代谢途径及其所受内在或者外在因素的影响及随时间变化的规律。代谢组学通过揭示内在和外在因素影响下代谢整体的变化轨迹来反映某种病理生理过程中所发生的一系列生物事件。代谢组学主要技术手段是质谱(MS)。广州植物靶向代谢组学技术分析
代谢组学疾病诊断应用: 代谢组学研究人员已经对此进行了研究。新生儿是否缺失酶基因,可以在出生时就检测出来。可检测出包括涉及合成途径中的基本成分(如氨基酸)的酶。酶缺失的结果就是相应的代谢产物过少或过多。尿症(PKU)是一种常见的婴儿疾病。这种疾病是由于缺失将苯丙氨酸水解成酪氨酸所必须的苯丙氨酸水解酶基因,导致血液中苯丙氨酸累积造成的。若是不能及时检测出这种天生的代谢缺乏,在婴儿出生后九个月内,就会引起无法挽救的大脑损伤。这种疾病通过简单的血样和尿素化验就可以确诊。而血样和尿素化验以后也将成为代谢指纹研究方法的一部分。像尿症那样的疾病,研究人员正试图从疾病的生物化学基础着手,而不是只有检测生物标记物。他们希望通过代谢组学,可以找到更好的方法去治这些疾病。代谢组学分析方法在食品安全领域,利用代谢组学工具发现农兽药等在动植物体内的相关生物标志物也是一个热点领域。
代谢组学概念:基因与蛋白质的表达紧密相连,而代谢物则更多地反映了细胞所处的环境,这又与细胞的营养状态,药物和环境污染物的作用,以及其它外界因素的影响密切相关。因此有人认为,“基因组学和蛋白质组学告诉你什么可能会发生,而代谢组学则告诉你什么确实发生了。”代谢组学的概念来源于代谢组,代谢组是指某一生物或细胞在一特定生理时期内所有的低分子量代谢产物,代谢组学则是对某一生物或细胞在一特定生理时期内所有低分子量代谢产物同时进行定性和定量分析的一门新学科。它是以组群指标分析为基础,以高通量检测和数据处理为手段,以信息建模与系统整合为目标的系统生物学的一个分支。
为什么选择代谢组学作为科研技术手段?1)小分子的产生和代谢是生物机体作用的结果,生物体液的代谢产物分析能够更直接,更准确的反映生物体的病理生理状态。2)基因和蛋白质表达的有效微小变化会在代谢物上得到放大,从而使检测更容易;3)代谢组学的代谢物信息库简单,但它远没有全基因组测序及大量表达序列标签的数据库那么复杂;4)代谢物的种类少,要远小于基因和蛋白质的数据,物质的分子结构要简单得多。5)代谢产物在各个生物体系中都是类似的,所以代谢组学研究中采用的技术更容易在各个领域中通用,也更容易被人接受。靶向代谢组学着重对于设定好的目标代谢物进行定性、量检测分析和研究。
代谢组学研究方法: 对于代谢产物来说,不只只有质谱峰这个特征。更进一步说,质谱(MS)并不能检测出所有的代谢产物,并不是因为质谱的灵敏度不够,而是由于质谱只能检测离子化的物质,但有些代谢产物在质谱仪中不能被离子化。采用核磁共振(NMR)的方法,可以弥补色谱的不足。过去,只有毒理学方面的研究使用核磁共振,而质谱只在植物代谢研究中采用。如今,这两种方法在代谢组学研究中已经普遍使用。为在不同样品间进行有意义的比较,研究人员必须结合使用这两种方法获得的大量数据进行分析。此外,还需要结合基因组学研究获得的数据。代谢组学的发展很迅速。广州植物靶向代谢组学技术分析
代谢组学主要研究的是产物的小分子代谢物(MW<1000)。广州植物靶向代谢组学技术分析
代谢组学的研究领域有哪些?1、疾病机制研究。2、疾病诊断与防治。3、新药筛选和开发。4、药物作用机制的研究。5、药物毒性评价。6、植物的细胞代谢组学研究。7、微生物代谢组学研究。代谢组能够检测到的代谢物含量是多少?不同检测平台的灵敏度不一样,灵敏度比较高,可达到fM级。另外,相同含量的不同物质,由于自身化学性质不同,质谱的离子化效率、信号响应强度会差异很大。物质的检测灵敏度跟自身的化学性质有关,化学性质的影响主要表现在离子化效率和质谱碎裂行为两方面。因此,相同含量的不同物质,可能一个能检测出来,另一个检测不出来。广州植物靶向代谢组学技术分析