1、代謝組學(xué)是什么?
A: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。代謝研究檢測(cè)的技術(shù)創(chuàng)立的初期主要是通過核磁共振技術(shù)對(duì)尿樣進(jìn)行檢測(cè),或是用氣相色譜-質(zhì)譜連用方式對(duì)血漿進(jìn)行檢測(cè),分析其中代謝物的變化。所用的檢測(cè)技術(shù)和數(shù)據(jù)分析方法是單一的,只能滿足代謝分子研究最基本的研究要求。但是從茫茫多的代謝產(chǎn)物中選取研究對(duì)象,無疑是大海撈針。代謝組學(xué)研究通過一定的手段能夠幫助研究員從代謝產(chǎn)物海中跳出來,提供一個(gè)“航拍”的視角,一目了然地發(fā)現(xiàn)差異性代謝產(chǎn)物。然后通過已知的代謝通路逆推找出調(diào)節(jié)酶和基因,完成疾病發(fā)病機(jī)制、藥物治療機(jī)制等方面的研究。
2、代謝組學(xué)與其他組學(xué)相比,有什么優(yōu)勢(shì)?
A:①基因和蛋白質(zhì)表達(dá)的微小變化會(huì)在代謝物水平得到放大;②代謝組學(xué)的研究不需進(jìn)行全基因組測(cè)序及建立大量表達(dá)序列標(biāo)簽的數(shù)據(jù)庫;③代謝物種類遠(yuǎn)少于基因和蛋白的數(shù)目,每個(gè)生物體中代謝產(chǎn)物大約在103數(shù)量級(jí),而最小的細(xì)菌,其基因組中也有幾千個(gè)基因;④生物體液的代謝物分析可反映機(jī)體系統(tǒng)的生理和病理狀態(tài)。
3、為什么選擇代謝組學(xué)作為科研技術(shù)手段?
A:小分子的產(chǎn)生和代謝是生物機(jī)體作用的最終結(jié)果,生物體液的代謝產(chǎn)物分析能夠更直接,更準(zhǔn)確的反映生物體的病理生理狀態(tài)。并且基因組學(xué)和蛋白質(zhì)組學(xué)能夠說明可能發(fā)生的事件,而代謝組學(xué)則反映確實(shí)已經(jīng)發(fā)生了的事情。因此對(duì)于疾病的診斷,疾病的分型,藥物的毒性以及藥效等判斷提供直觀并且有效依據(jù)。
4、代謝物提取通常采用什么方法?
A:色譜相分離通常取決于含有甲醇、水和氯仿的萃取溶液,具有高溶解度的代謝物,例如碳水化合物通常在甲醇、水中提取;而具有低溶解度的代謝物,例如膜脂和脂肪酸通常在氯仿、水中提取。
5、代謝組學(xué)檢測(cè)的手段有哪些?
A:主要技術(shù)手段是液相質(zhì)譜色譜連用(LC-MS),氣相色譜質(zhì)譜連用(GC-MS),核磁共振(NMR)。
6、三種代謝組學(xué)研究技術(shù)我怎么選擇?
A:三個(gè)技術(shù)之間具有互補(bǔ)性,經(jīng)費(fèi)允許的情況下最好三個(gè)平臺(tái)都做。首選LC-MS,因?yàn)槠涞玫降奈镔|(zhì)多,且我們配備有接近3萬個(gè)物質(zhì)的二級(jí)譜庫,容易定性研究。
7、GC-MS和LC-MS檢測(cè)平臺(tái)各有什么優(yōu)劣勢(shì)?
A:GC-MS適用于分析容易氣化的低極性,低沸點(diǎn)的代謝物,如:各類揮發(fā)性化合物或者衍生化后低沸點(diǎn)的物質(zhì),主要為初級(jí)代謝產(chǎn)物;LC-MS不受樣品揮發(fā)性和熱穩(wěn)定性的影響,樣品前處理非常簡(jiǎn)單,過濾后直接進(jìn)樣,可有效分析植物中豐富的次生代謝產(chǎn)物。GC-MS由于需要復(fù)雜的衍生化過程,并且得到的信息較少,因此LC-MS作為代謝組學(xué)分析的主流手段被廣泛的使用。
8、GC-MS和LC-MS檢測(cè)平臺(tái)離子化方式有什么不同?
A:GC-MS使用的是電子碰撞(EI);而LC-MS使用的是電噴霧(ESI)或低頻常壓化學(xué)電離(APCI)。
9、代謝組學(xué)可以檢測(cè)哪些樣品?
A:代謝組學(xué)主要研究的是作為各種代謝路徑的底物和產(chǎn)物的小分子代謝物(MW<1000)。其樣品主要是尿液,血漿或血清,唾液,以及細(xì)胞和組織的提取液。我們也做過植物,真菌,微生物提取物,腦脊液,淋巴液,昆蟲,藻類,微球,糞便及各種動(dòng)物的腸道內(nèi)容物提取液等。
10、非靶標(biāo)和靶標(biāo)定量如何選擇?
A:如果沒有特別關(guān)注的代謝物質(zhì)建議選擇非靶標(biāo),可以檢測(cè)出某一特定條件下所有的代謝產(chǎn)物,并進(jìn)行定性和相對(duì)定量分析,以尋找目標(biāo)差異代謝物;如果有關(guān)注的目標(biāo)代謝物建議選擇靶標(biāo)定量,對(duì)特定的代謝物群進(jìn)行有針對(duì)性的特異性檢測(cè)。
11、關(guān)注的目標(biāo)代謝物在非靶標(biāo)代謝組學(xué)檢測(cè)沒有檢測(cè)到是什么原因?
A:目前還沒有技術(shù)及平臺(tái)可以檢測(cè)到全部的代謝物質(zhì),這屬于比較正常的現(xiàn)象;或者已經(jīng)被檢測(cè)到,但是在目前現(xiàn)有的數(shù)據(jù)庫中不能定性,建議可以使用標(biāo)品在未定性的物質(zhì)中進(jìn)行比對(duì)。
12、非靶標(biāo)代謝組學(xué)常用的數(shù)據(jù)庫有哪些?
A:NIST、Fiehn、HMDB、KEGG、METLIN、MassBank、DrugBank、Lipidmaps等。
13、HMDB和METLIN數(shù)據(jù)庫有什么區(qū)別?
A:HMDB是人類代謝組數(shù)據(jù)庫(加拿大),該數(shù)據(jù)庫不支持批量搜索,僅限于單個(gè)代謝產(chǎn)物搜索,搜索效率較低,不支持代謝通量搜索,代謝化合物濃度搜索等;METLIN是Agilent個(gè)人物質(zhì)數(shù)據(jù)庫,該數(shù)據(jù)庫具有大量的MS/MS圖譜,而且每個(gè)化合物都有不同的碰撞能圖譜,可以清晰地找到代謝產(chǎn)物的碎片離子,可以獲得分子量,化學(xué)結(jié)構(gòu)式,化學(xué)結(jié)構(gòu)等信息。
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