微生物代谢组学.pptxVIP

第八章 微生物代谢组学（Microbial metabolomics） 及代谢产物库（Microbial Metabolites Libraries）;代谢组学(metabolomics)是一种研究生物样品中所有小分子代谢物的技术，是继基因组学、转录组学和蛋白质组学之后出现的一门新学科，已成为系统生物学的重要组成部分。;代谢组学与其它组学的研究对象的最大区别是其研究代谢组的变化。代谢组的变化是生物对遗传变异、疾病以及环境影响的最终应答。 代谢组学的突破在于将传统的代谢途径扩展为代谢网络的研究 代谢组学所解决的问题非常复杂：如大肠杆菌的全部代谢产物仅占细胞干重的3 %～5 % ,但化学结构和生物活性的多样性难以估计,是一般合成化合物和组合化学产物所不能比拟的,其范围从小的无机离子到疏水性的脂质及复杂的天然产物, 浓度范围跨越9 个数量级(从pmol 到mmol)。;研究内容包括 代谢组学：定性和定量特定条件下生物样品内的全部代谢物。然而,由于代谢物组成复杂、含量不一，样品制备过程的偏差,以及检测设备的量程及通量等问题，目前还难以分析全部的代谢物。 目标代谢物分析(metabolite target analysis) ：利用特定方法研究难分析化合物( difficult analytes) 如植物激素等。 代谢谱分析(metabolite profiling)：检测胞外代谢物 代谢指纹分析(metabolic finger printing) ：对粗提代谢物进行高通量的定性分析，通过谱型比较将样品进行快速分类，寻找差异峰，揭示生物对疾病或有毒物应答的生物标记物 代谢产物组学(metabonomics) ：多指以核磁共振(NMR)手段研究与疾病相关的代谢物，是综合地研究某一时间点对细胞内全部代谢物的影响;代谢组学的特点： 1、能够对各类代谢产物实现高通量分析测定 2、上游基因、蛋白层面变化能在下游代谢产物中放大 3、代谢产物整体变化可直接反应机体状态;（一）、微生物代谢组学是系统生物学的重要组成部分 共同译解其全部基因功能，它综合了分析化学、基因组学以及信息科学的必威体育精装版进展,在功能基因组研究中居于核心地位 Catalyst, metabolome, proteome, phenotype; The systems biology framework representation;随着基因组学研究的深入,功能基因组开始研究基因组、转录组以及蛋白组 的数据与表型之间的关系；而细胞内的全部代谢物最接近于表型,从而产生了研究全部代谢物的要求,代谢组(metabolome)的概念由此诞生;Metabolic footprinting can result in important biological information. Different yeast strains (a), by direct injection mass spectrometry (DIMS) (b). further analysed by statistical techniques (c), such as principal components analysis (PCA), Discriminant analysis (d) can then be used to create a new variable by combining the original variables in such a way that the differences between the predefined groups are maximized, resulting in information on biological functions (e).;Classification of different approaches of metabolomics investigations with respect to comprehension and metabolite localisation;（二）、分析过程;Workflow for quantitative microbial metabolome analysis using multiple comprehensive analytical methods. IS, internal standard.;代谢组学研究流程;Fig. 1 Flow diagram of sampling procedure, metabolic activity quenching, intracellular metabolite extraction (endometabolome), ext