分子生物学新技术及其应用.pptx

分子生物学新技术及其应用;第一节代谢组学及其研究进展;一、代谢组学的概念;代谢组学研究什么？？;体内各种物质代谢过程互相联系形成一个整体;6;机体物质代谢不断受到精细调节;代谢组(metabolome)是指一个细胞、组织或器官中所有代谢物的集合,包含一系列不同化学型的分子,比如肽、碳水化合物、脂类、核酸以及异源物质的催化产物等。代谢组学(metabonomics／metabolomics)来源于代谢组一词,是研究一个细胞、组织或器官中所有小分子代谢组分集合的科学。代谢组学研究的目的是定量分析一个生物系统内所有代谢物的含量。;代谢组学分析可以指示细胞、组织或器官的生化状态,协助阐释新基因或未知功能基因的功能,并且可以揭示生物各代谢网络间的关联性,帮助人们更系统地认识生物体。进行代谢组学研究涉及生命科学、分析科学以及化学统计学三大方面的专业知识。代谢物化学分析技术及数据分析技术的发展极大促进了诸多生物、医学问题的研究,这些知识的综合运用使得代谢组研究在疾病诊断、药理研究以及临床前毒理等研究中发挥了极为重要的作用。;普遍定义;特点;代谢组学的发展;研究方法;应用：;连接图数据库ConnectionsMapDB

京都基因与基因组百科全书KEGG

(http://www.genome.jp/kegg/ligand.html)

生物化学途径ExPASy

互联网主要代谢途径mainmetabolicpathwaysonInternert,MMP

Duke博士植物化学和民族植物学数据库

Arizona大学天然数据库

Wiley_handbookofgc-ms

新药及其代谢产物质谱库

http://www.ualberta.ca/_gjones/mslib.htm

“肿瘤”代谢组数据库

Pubmed化合物数据库

NIST质谱数据库

/srd/nistl.htm;代谢组学分析技术;分析技术;质谱仪的基本结构及工作流程;几种新的GC-MS技术;柠檬水中柠檬烯的手性化合物分析;研究实例：;GC-MS适用于挥发性的代谢物。对于非挥发性代谢物的分析需要经过化学衍生。

多用于环境分析、大气有毒气体分析、某些疾病诊断等。;2.液相色谱-质谱联用技术（LC-MS）

LC工作原理：

;液相色谱-质谱联用的新技术;YangJun等运用安捷伦公司的高效液相色谱系统配合API公司的Q-TRAPLC液相质谱系统。研究50个健康人和慢性乙肝病人的血清样本，经过脱蛋白处理。经过去噪音，峰型尖锐化等处理。使用PLS-DA处理代谢数据，研究确定了代谢物标记分子。（JournalofProteomeResearch,2006,5,554-561）下图为分析结果：;新型液相色谱技术UPLC;比较（a）HPLC和（b）UPLC用于美沙芬的代谢物TOP质谱全扫描（RapidCommunMassSpectrom,2005,19,843）;UPLC在代谢组学中的研究优势：;毛细管电泳-质谱联用技术（CE-MS）;第一节代谢组学及其研究进展;核磁共振技术（NMR）;第一节代谢组学及其研究进展

;33;核磁共振：;35;36;hr-MASofbiologicaltissue;章文军等通过运用小波变换去除噪声、校正基线后，再进行Fisher

判别分析，得到了比传统分析更为清晰的代谢标识物。（Chinese

JournalofanalyticalChemistry,2008,10,1338-1342.）;代谢组学研究一般包括四个步骤：

第一步，给予生物体一定的刺激。这种刺激可以是基因的变异、剔除或引入，体内生物过程的催化或抑制，致病或致病物质(无机、有机、病毒、细菌、寄生虫等等)的引入，以及各种环境因素的改变等等。

第二步，代谢组数据的采集。用核磁共振、质谱、色谱等分析手段测定其中代谢物的种类、含量和状态以及其变化。;第三步，建立表征代谢特征的时空模型。在代谢组学中最常用的建模方法是主成分分析(PrincipleComponentsAnalysis,PCA)。其基本思路是以一种最优化方法浓缩数据，寻找几个由原始变量线性组合而成的主成分,以揭示原始数据的特征，提取基本信息，实现对数据的可视化和样本的分类聚集。

第四步，建立代谢物时空变化与生物体特性的关系，达到从不同层次和水平上阐述生物体对相应刺激的响应的目的。;MicroRNA的研究及应用;42;43;44;45;46;47;48;49;50;51;52;53;54;55;56;57;58;59;60;61;62;63;64;65;66;67;68;69;70;71;72;73;74;75;76;77