代謝組學是效仿基因組學和蛋白質組學的研究思想,對生物體內所有代謝物進行定量分析,并尋找代謝物與生理病理變化的相對關系的研究方式,是系統生物學的組成部分。
?其研究對象大都是相對分子質量1000以內的小分子物質。
?先進分析檢測技術結合模式識別和專家系統等計算分析方法是代謝組學研究的基本方法。
?其樣品主要是動植物的細胞和組織的提取液。
?主要技術手段是核磁共振(NMR)、質譜(MS)、色譜(HPLC,GC)。

代謝組學的特點

?關注內源化合物
?對生物體系的小分子化合物進行定量定性研究
?上述化合物的上調和下調指示了與疾病、毒性、基因修飾或環境因子的影響
?上述內源性化合物的知識可以被用于疾病的診斷和藥物篩選。

代謝組學的優點

1、基因和蛋白表達的有效的微小變化會在代謝物上得到放大,從而使檢測更容易;
2、代謝組學的技術不需建立全基因組測序及大量表達序列標簽(EST)的數據庫;
3、代謝物的種類要遠小于基因和蛋白的數目,每個生物體中代謝產物大約在103數量級,細菌基因組中幾千個基因;
4、因為代謝產物在各個生物體系中都是類似的,所以代謝組學研究中采用的技術更通用;

代謝組學分析研究方法

1、氣相色譜與質譜聯用(GC—MS):氣相色譜的流動向為惰性氣體,氣-固色譜法中以表面積大且具有一定活性的吸附劑作為固定相。當多組分的混合樣品進入色譜柱后,由于吸附劑對每個組分的吸附力不同,經過一定時間后,各組分在色譜柱中的運行速度也就不同。吸附力弱的組分容易被解吸下來,最先離開色譜柱進入檢測器,而吸附力最強的組分最不容易被解吸下來,因此最后離開色譜柱。如此,各組分得以在色譜柱中彼此分離,順序進入檢測器中被檢測、記錄下來。
2、液相色譜與質譜聯用(LC—MS):質譜分析是一種測量離子荷質比(電荷-質量比)的分析方法,其基本原理是使試樣中各組分在離子源中發生電離,生成不同荷質比的帶正電荷的離子,經加速電場的作用,形成離子束,進入質量分析器。在質量分析器中,再利用電場和磁場使發生相反的速度色散,將它們分別聚焦而得到質譜圖,從而確定其質量。
3、核磁共振(NMR):核磁共振是處于靜磁場中的原子核在另一交變磁場作用下發生的物理現象。通常人們所說的核磁共振指的是利用核磁共振現象獲取分子結構、人體內部結構信息的技術。
核磁共振基本原理: 當以射頻照射外磁場中的自旋核,且射頻的能量正好等于核磁矩不同取向的能級差時,低能級的核將吸收射頻躍遷致高能態—核磁共振現象。特定磁場中特定原子只能吸收特定射頻,從而形成一個核磁共振信號。
優點:能夠對樣品實現非破壞性、非選擇性分析。它是唯一既能定性, 又能在微摩爾范圍定量有機化合物的技術。

缺點:靈敏度相對較低,不適合分析低濃度代謝物。

代謝組學研究流程

代謝組學研究流程

代謝組學應用及前景

?毒理學:代謝組學是利用高通量檢測技術在代謝物的整體水平上檢測機體在藥物暴露后的各種生理生化指標,這些指標幾乎涵蓋毒理作用發生的所有的環節,再結合傳統的病理學終點,可以對藥物的毒性作用機制進行深入的了解。
?在疾病研究和診斷:近年來,代謝組學技術已廣泛應用于心血管疾病、糖尿病、癌癥等疾病的診斷和研究。在心血管疾病方面,Brindle利用基于1HNMR的代謝組學技術對冠心病人的血清代謝組進行了分析,結果顯示疾病組與正常組代謝組圖譜存在明顯差異,研究認為代謝組學技術不僅能快速、準確的診斷冠心病還能區分疾病的嚴重程度。
?藥物代謝研究:基于代謝組學方法的藥物代謝研究將高分辨分析儀器(如UPLC—TOFMS)和多元數據分析技術相結合,不局限于已知的特定代謝途徑,對藥物代謝物進行非靶向的全面篩選,有助于發現一些用傳統方法無法檢測到的新代謝產物,為藥物體內代謝研究提供了一種新的途徑。

以上是關于代謝組學服務、代謝組學檢測、代謝組學分析的相關內容,內容來源于medicilon。