代谢组

生物体内源性代谢物质的动态整体

代谢组是指生物体内源性代谢物质的动态整体。而传统的代谢概念既包括生物合成，也包括生物分解，因此理论上代谢物应包括核酸、蛋白质、脂类生物大分子以及其他小分子代谢物质。但为了有别于基因组、转录组和蛋白质组，代谢组之前只涉及相对分子质量约小于1000的小分子代谢物质，现在以上几种物质均有囊括。

基本介绍

针对于代谢物组学技术，2010年之前主要瓶颈在于可以鉴定的代谢物种类较少，通常在100种以内，所以就丧失了组学的价值。随着技术的发展，现在的代谢组学实测可以达到300种代谢物以上，近期的研究一直呈上升趋势。

代谢组学检测的技术路线通常是首先使用液相色谱（气相色谱）在一定压力下，代谢物由于分子量和电荷不同，从而在塔板柱中流动的速度不同，从而将不同分子量的代谢物分离开，而后串联质谱仪，根据分子的荷质比不同从而在质谱仪中的飞行偏转角度不同，导致落点不同，根据不同的落点信息，与数据库进行比对，从而确定代谢物的种类。故而在代谢组学里面，数据库是否完备就成为鉴定代谢物种类的关键。通常做法是使用标准代谢物进行液质联用，记录其信息形成数据库。然后待测样本在进行液质联用的时候就会形成属于自己特有的峰形，与数据库比对后就可以确定其种类及相对含量。

分类

大致路线如图1：

检测代谢物的种类从大类主要分为：Amino acid（Glycine、serine and threonine metabolism；Alanine and aspartate metabolism；Glutamate metabolism；Histidine metabolism；Lysine metabolism；Phenylalanine & tyrosine metabolism；Tryptophan metabolism；Valine、leucine and isoleucine metabolism；Cysteine、methionine、SAM、taurine metabolism；Urea cycle; arginine-、proline-、metabolism等），Peptide（Dipeptide；gamma-glutamyl等），Carbohydrate（Fructose、mannose、galactose、starch、and sucrose metabolism；Glycolysis、gluconeogenesis、pyruvate metabolism；Nucleotide sugars、pentose metabolism等），Energy（Krebs cycle；Oxidative phosphorylation等），Lipid（Essential fatty acid；Medium chain fatty acid；Long chain fatty acid；Carnitine metabolism；Bile acid metabolism；Glycerolipid metabolism；Lysolipid；Monoacylglycerol；Sphingolipid；Sterol/Steroid等），Nucleotide（Purine metabolism、（hypo）xanthine/inosine containing；Pyrimidine metabolism、thymine containing; Valine、leucine and isoleucine metabolism等），Cofactors and vitamins（Ascorbate and aldarate metabolism；Hemoglobin and porphyrin metabolism；Pantothenate and CoA metabolism；Tocopherol metabolism等），Xenobiotics（Benzoate metabolism；Chemical；Drug）等，代谢物实测合计300种以上，广泛应用于医学、农业、制药、食品等行业中。

代谢组学的数据分析思路大致套路：1.描述检测代谢物种类；2.PCA主成分分析确定代谢物在相同分组中的稳定性（即组内重复性和组间差异性）；3.筛选差异代谢物；4.差异代谢物所分布的信号转导通路（PATHWAY）；5.差异代谢物随时间或大于阶段的变化规律分析；6.分子标志物筛选。当然，根据不同实验目的，还有特殊的分析模式。

近期随着基因组学，转录组学的发展，联合代谢物进行分析已经成为流行的趋势，不仅从现象中检测出差异的代谢物，更从基因层面解释了代谢物变化的原因，反之基因层面变化，导致的代谢物变化等。

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