小分子的有序转变,导致代谢产物的生产,对生物体的健康是至关重要的。关键代谢物水平的变化在很短的时间,如的反应一个人的血糖(葡萄糖)一顿饭,可以深刻影响健康的方式可能不是明显的通过研究DNA或蛋白质一个人。代谢组学是一个工具用于定义可观测的分子特征(或分子表型)与新陈代谢有关。尤其强大全面的分子分析技术,如基因组学、转录组和蛋白质组学(分别研究有机体的整个组基因,核糖核酸分子(或成绩单)和蛋白质)。代谢组学的应用集中在医学研究,但研究人员在其他领域,包括微生物发酵、农业和环境监测,也探索领域。

代谢组学方法

两个互补的方法控制代谢组学:核磁共振(NMR)谱质谱分析(女士)。核磁共振是一个快速保存和可再生的技术完整性代谢物和标本,允许他们追究随后通过其他方式。然而,尽管核磁共振分子结构能产生有价值的信息,它已经有限的敏感性。此外,核磁共振产生的信息只有在大多数生物样本相对较少的代谢物。

几位女士技术部署代谢组学和分析提供了令人印象深刻的敏感性和特异性。MS-based研究脂质(lipidomics)一个特别富有成果的医学研究领域。然而,一些技术,女士需要广泛样品制备,生物样品的相互作用与仪器的工作表面会引起性能改变不同样本如果不是严密监控。

灰雁。群灰雁鹅冬季迁徙期间在Apache德尔博斯克国家难民,新墨西哥。灰雁鹅(雁属雁属)

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生物学财源滚滚

代谢组学通过女士进一步复杂化的需要提取代谢物进行分析。化学多样性的代谢物远远大于的基因组、转录组、蛋白质组,和一个吗协议有效地提取非常亲水物质,比如乳酸,可能恢复油分子,如角鲨烯(a胆固醇前身)。

由于这些原因,与基因组学,标准的做法已经被广泛接受,现成的技术DNA测序得到了广泛的应用,代谢组学领域的专家设计自己的化验和需要昂贵的仪器。21世纪的第一个十年,全球需求的代谢组学分析的能力远远超过现有的实验室。

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代谢组学数据

在“- - - - - -组学“科学、分析和解释数据一直是最大的挑战。这反映尤其是代谢组学中两种主要的方法,有针对性的和不属预定目标的,生产不同类型的数据。

针对性和不属预定目标的方法

代谢组学主要是目标,这样分析查询定义面板的类似生化物质。目标分析可以高度敏感和具体和可再生产地量化,特别是重同位素用于标签物质和仪器方法限制在很小范围。

不属预定目标的方法,另一方面,是为了提供一个广泛的新陈代谢。不属预定目标的方法的方法往往是不严格的定量。这种方法是最有效地用于发现应用程序中,一个离散条件而反对另一个确定代谢物变化。一个例子是代谢产物的比较药物细胞治疗和控制,或未经处理的细胞。

不属预定目标的人类代谢组学尿液不仅可以产生巨大的数据集,包括经典的哺乳动物代谢产物从已知的生化途径也食品添加剂、药物及其代谢物的植物化合物从饮食、肠道微生物发酵的产品,和物质与未知的身份。因此,大量的分子变量(p)可以以少量的样品(n),被称为高维,low-sample-size困境(p> >n),这是常见的组学科学。克服这个问题需要非常小心在统计处理,以减少错误发现的风险。方法的发展集成其他的代谢组数据与数据组学平台是一个领域的一些研究人员的目标系统生物学。

地图数据到生化途径

映射结果到已知的生化途径告知解释但也可以给一个谦卑的照片真实的代谢网络的复杂性。事实上,许多测量的代谢物的代谢组学平台受到饮食的影响作文、肠道微生物和代谢途径内在生物被研究,创建挑战在理解底层机制当这些代谢产物浓度的变化。

马尿酸,一个丰富的人类尿有机酸,说明了口译的代谢数据的复杂性和挑战。微生物的居民大肠的人体帮助分解复杂的饮食植物芳香族化合物,释放苯甲酸,进入血液。肝脏可以添加的氨基酸甘氨酸苯甲酸形式n苯甲酰甘氨酸或马尿酸,重新进入血和吸收肾脏。因此,肾脏排泄数百毫克每天的马尿酸尿。