温州医学院研究生分子生物学课件

分子生物学检验技术· 第十章

分子生物学新技术及其应用温州医学院检验医学院

Zhejiang Provincial Key Lab of Medical Genetics

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第一节 代谢组学及其研究进展 什么是代谢组学？ 代谢组学研究方法 代谢组学分析技术 气相色谱-质谱联用技术(GC-MS) 液相色谱-质谱联用技术(LC-MS) 毛细管电泳-质谱联用技术(CE-MS) 核磁共振技术(NMR)

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第一节 代谢组学及其研究进展

一、代谢组学的概念 组学时代

基因表达

基因组

转录组

蛋白质组

代谢组学Zhejiang Provincial Key Lab of Medical Genetics

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第一节 代谢组学及其研究进展

代谢组学研究什么？?生物体系(细胞、组织或生物体)环境变化 特定基因突变

代谢产物发生变化(种类，随时间变化)

代谢组学研究对象 生物体系Zhejiang Provincial Key Lab of Medical Genetics

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第一节 代谢组学及其研究进展

体内各种物质代谢过程互相联系形成一个整体

脂类 糖类

水 无机盐

消化吸收

中间代谢

蛋白质

维生素

废物排泄

各种物质代谢之间互有联系，相互依存。Zhejiang Provincial Key Lab of Medical Genetics

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第一节 代谢组学及其研究进展

机体物质代谢不断受到精细调节内外环境 的变化 对机体代谢造成 影响精细的调 节控制

适应环境 的变化

机体有精细的调节 机制，调节代谢的 强度、方向和速度Zhejiang Provincial Key Lab of Medical Genetics

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第一节 代谢组学及其研究进展

普遍定义 代谢组学：通过考察生物体系(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),其代谢 产物的变化或其随时间的变化，来研究生 物体系的一门科学。 研究对象：相对分子质量小于1000的内源 性小分子。 代谢物小分子类别：多肽、氨基酸及其衍 生物、胺、脂类、金属离子。Zhejiang Provincial Key Lab of Medical Genetics

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第一节 代谢组学及其研究进展

特点1.关注于内源性小分子化合物。 2.对生物体系中的小分子化合物进行定性定量研究 3.内源性小分子化合物的上调和小调指示了与疾病、 毒性、基因修饰或环境因子的影响。 4.内源性化合物的特点用来表征疾病和药物筛选。

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第一节 代谢组学及其研究进展

研究方法 研究步骤：多个方法联用样品采集和制备

生物组织，体液经 灭活预处理

数据采集： GC/MS, GC-GC/TOFMS, LC-MS, UPLC-Q-TOF, LC-LC-MS,FT-ICR-MS, NMR, FTIR

数据处理和分析(峰检测，去噪音，峰匹配，统计分析 与识别),主要用到软件：PCA, PLS-DA,ANN

靶标识别：运用TOFMS, FT-ICR-MS, MS/MS, NMR

数据库检索，标准

物对照。可用数据库： KEGG,Human Cyc,ARM,METLIN

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生物代谢分析

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第一节 代谢组学及其研究进展

应用： 药物研发 疾病研究 植物代谢组学 微生物代谢组学 中药现代化

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第一节 代谢组学及其研究进展一些有用的数据库：连接图数据库 Connections Map DB 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 main metabolic pathways on Internert, 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_handbook of gc-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 http:// Pubmed 化合物数据库 http://www.pubmed.gov NIST质谱数据库 http://www.nist.gov/srd/nistl.htm

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第一节 代谢组学及其研究进展

分析技术1.气相色谱-质谱联用技术(GC-MS) 工作原理：

离子源 接口 常压 高真空

气相色谱仪

质谱仪

质量分析器

检测器

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第一节 代谢组学及其研究进展

几种新的GC-MS技术 全二维气相色谱质谱技术(GC×GCTOFMS) 全二维气相色谱：调制器

气化室

色谱柱1

色谱柱2

检测器

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第一节 代谢组学及其研究进展

柠檬水中柠檬烯的手性化合物分析只能看到一个峰

切换到第二根色谱柱

色谱图_柱2 (检测器: MS)Zhejiang Provincial Key Lab of Medical Genetics 色谱图_柱1 (检测器: FID)

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第一节 代谢组学及其研究进展

研究实例：

用Leco ChromaTOF soft ware得到的质荷比为73(m/z) 的离子碎 …… 此处隐藏：931字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……