代謝組學(xué)可利用胞內(nèi)代謝物的系統(tǒng)分析，揭示出細(xì)胞代謝水平與調(diào)控機(jī)制，是發(fā)現(xiàn)代謝途徑代謝瓶頸的有效工具。代謝組的樣品制備方法會直接影響提取的胞內(nèi)代謝物種類與定量信息的可靠性。目前，獲得完整準(zhǔn)確的胞內(nèi)代謝組數(shù)據(jù)仍具有很大的挑戰(zhàn)性。
近日，中科院天津工業(yè)生物技術(shù)研究所鄭平研究員帶領(lǐng)的系統(tǒng)與合成生物技術(shù)研究團(tuán)隊和孫際賓研究員帶領(lǐng)的系統(tǒng)生物學(xué)中心研究團(tuán)隊，以重要的工業(yè)菌株谷氨酸棒桿菌為對象，優(yōu)化建立了基于液質(zhì)聯(lián)用的胞內(nèi)代謝組樣品制備方法：采用5倍體積的-20°C40%甲醇淬滅細(xì)胞以保證細(xì)胞完整性與淬滅效率，之后采用100°C75%乙醇結(jié)合-20°C酸性50%乙腈提取胞內(nèi)代謝物以獲得完整無偏好性的胞內(nèi)代謝物。利用該代謝組樣品制備方法，比較了谷氨酸發(fā)酵過程中谷氨酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白基因mscCG敲除前后的胞內(nèi)代謝物水平變化。本研究建立的胞內(nèi)代謝組樣品制備方法為谷氨酸棒桿菌的胞內(nèi)代謝組研究提供了可靠技術(shù)，有助于拓展對谷氨酸棒桿菌的代謝調(diào)控的認(rèn)識與研究。
該研究得到國家自然科學(xué)基金（31370113、31700085、31700044與31370829)、中科院重點(diǎn)部署項目（ZDRW-ZS-2016-2）和天津市特支計劃項目的支持，相關(guān)研究成果已經(jīng)在期刊AppliedMicrobiologyandBiotechnology發(fā)表。中科院天津工業(yè)生物所的研究生張瓊瓊與助理研究員鄭小梅博士為論文的共同第一作者。
圖1 不同提取方法對胞內(nèi)代謝物譜的影響
圖2 生物素亞適量條件下野生型谷氨酸棒桿菌ATCC13032與谷氨酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白MscCG缺失突變株ATCC13032ΔmscCG的胞內(nèi)代謝物譜
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