靶标代谢组学技术在不同代谢物群研究中的应用[毕业论文]

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1、靶标代谢组学技术在不同代谢物群研究中的应用脂类是一类低溶于水而高溶于非极性溶剂的生物有机分子，下面是小编搜集整理的一篇探究靶标代谢组学技术应用的论文范文，欢迎阅读参考。前言继基因组学、转录组学和蛋白质组学等各种“组学”之后，代谢组学已迅速发展成为系统生物学的一个重要分支。代谢组学是考察生物体系(细胞、组织或生物体)受刺激或扰动后(如将某个特定的基因变异或环境变化后)其所有小分子代谢产物的变化或其随时间的变化，用以研究生物体系代谢途径的一种技术[1].区别于其他组学针对生物大分子水平的研究，代谢组学关注的核心是小分子代谢产物群的变化，进而从小分子代谢物变化的整体水平来揭示生

2、命过程的动态变化和调控规律。根据研究对象和目的的不同，代谢组学的研究模式主要分为两种[2-3]:非靶标代谢组学和靶标代谢组学。非靶标代谢组学[2,4-5]研究较为普遍，旨在尽可能全面地分析生物样本中所有代谢物(包括未知化合物)，从总体上把握整体轮廓及其代谢变化规律，寻找潜在生物标志物，具有全局分析的优势。但同时也存在一定的不足，如易遗漏一些低浓度物质的变化，达不到全局分析的目的;进行半定量分析，准确度不高，结果可信度较低;只是一个相对模糊的全景模式，对于不同的疾病和代谢路径缺乏特异性。非靶标代谢组学分析较多地采用核磁共振(nuclearmagneticresonance,

3、NMR)和气相色谱串联质谱(gaschromatography-massspectroscopy,GC-MS)技术平台。NMR能实现对样品的非破坏性、非选择性分析，满足对尽可能多的化合物进行检测的目标;GC-MS具有较高的分辨率和检测灵敏度，并且有可供参考的标准谱图数据库，可以用于代谢物的准确定性分析。随着新的分析方法的不断发展，目前对于非靶标代谢组学的分析，往往通过组合不同的分析技术，以实现代谢组的全面分析。靶标代谢组学[2,4]是对特定的目标代谢物的精确定性定量分析，主要研究特定结构功能类型的代谢物群，例如脂肪酸类、磷脂类、嘌呤嘧啶类或氨基酸类等。作为一种特定模式，可

4、以根据非靶标代谢组学的研究结果，对特定的代谢物群进行定量分析，弥补非靶标代谢组学的不足。其主要优势是可以利用建立的数据库，结合多种代谢通路，对目标代谢物进行定量分析，准确度高，特异性强。但其缺点[6]是需依赖先验知识，建立方法依赖于标准品，对于生物样本代谢组信息的覆盖仍有局限，不适用于大规模的代谢轮廓分析。靶标代谢组学分析主要采用基于质谱的分析技术，三重串联四级杆质谱[7](triplequadrupole/massspectroscopy,QQQ/MS)因其在定量分析上的独特优势成为靶标代谢组学分析的首选。气相色谱三重串联四级杆质谱(GC-QQQ/MS)和液相色谱三重串

5、联四级杆质谱(LC-QQQ/MS)联用技术可以对不同极性的目标代谢物进行高选择性﹑高灵敏度和高通量的定量分析，完成对大量生物样本潜在生物标志物的验证。一般在GC-MS系统上用选择离子监测(selectedionmonitoring,SIM)或者在LC-MS系统上用多反应离子监测(mul-tiplereactionmonitoring,MRM)进行靶向MS/MS分析[3],其中LC-MS因其样品处理过程简单、分析速度快等优势，应用更为广泛。本文主要介绍靶标代谢组学技术在不同代谢物群研究中的应用。1脂类化合物脂类是一类低溶于水而高溶于非极性溶剂的生物有机分子。对于大多数脂类而

6、言，其化学本质是脂肪酸和醇所形成的酯类及其衍生物。由于脂类结构复杂，功能繁多，生物样本本身又相当复杂，因此迄今没有一种分析手段能独立完成系统的大规模脂类分析。常用的脂类物质分析技术有软电离质谱和液质联用,如电喷雾电离(electrosprayionization)质谱(ESI/MS)技术在脂类的表征、定性和定量分析中就发挥了重要的作用。随着研究不断深入，新的分析方法不断建立，脂类代谢物数据库不断发展完善。脂肪酸是构成人体脂肪和类脂的基本物质，是细胞膜磷脂的重要成分[8].研究表明[9-14],脂肪酸代谢紊乱与某些疾病的发生有着密切的联系，检测脂肪酸代谢的动态变化可用于研究

7、机体从稳态发展为疾病的过程，或者机体在接受治疗后由疾病恢复到稳态的过程。此外，脂肪酸含量变化也可作为某类疾病的生物标志物，用于疾病的预警和诊断。脂肪酸是由一条长的烃链和一个末端羧基组成的羧酸，烃链的长度和不饱和度很大程度上影响了脂肪酸的性质。脂肪酸的分析常采用GC-MS技术，但是该法提取和衍生化过程繁琐;而LC-MS分析方法因样品处理过程简单而得到越来越多的应用。近年来，短链脂肪酸(shortchainfattyacids,SCFA)和支链氨基酸(branchedchainaminoacids,BCAA)因其在生理和病理过程中