代謝組

代謝組是指生物體內源性代謝物質的動態整體。而傳統的代謝概念既包括生物合成，也包括生物分解，因此理論上代謝物應包括核酸、蛋白質、脂類生物大分子以及其他小分子代謝物質。但為了有別於基因組、轉錄組和蛋白質組，代謝組目前只涉及相對分子質量約小於1000的小分子代謝物質。

基本介紹

• 中文名：代謝組
• 外文名：Metabolome
• 類別：動態整體
• 含義：代謝物質

概述

針對於代謝物組學技術，2010年之前主要瓶頸在於可以鑑定的代謝物種類較少，通常在100中以內，所以就喪失了組學的價值。隨著技術的發展，現在的代謝組學實測可以達到300種代謝物以上，近期的研究一直呈上升趨勢。

目前的代謝組學檢測的技術路線通常是首先使用液相色譜（氣相色譜）在一定壓力下，代謝物由於分子量和電荷不同，從而在塔板柱中流動的速度不同，從而將不同分子量的代謝物分離開，而後串聯質譜儀，根據分子的荷質比不同從而在質譜儀中的飛行偏轉角度不同，導致落點不同，根據不同的落點信息，與資料庫進行比對，從而確定代謝物的種類。故而在代謝組學裡面，資料庫是否完備就成為鑑定代謝物種類的關鍵。通常做法是使用標準代謝物進行液質聯用，記錄其信息形成資料庫。然後待測樣本在進行液質聯用的時候就會形成屬於自己特有的峰形，與資料庫比對後就可以確定其種類及相對含量。

分類

大致路線如圖：

代謝組檢測流程

目前檢測代謝物的中類從大類主要分為：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，代謝物實測合計300種以上，廣泛套用於醫學、農業、製藥、食品等行業中。

代謝組學的數據分析思路大致套路：1.描述檢測代謝物種類；2.PCA組成分分析確定代謝物在相同分組中的穩定性（即組內重複性和組間差異性）；3.篩選差異代謝物；4.差異代謝物所分布的信號轉導通路（PATHWAY）；5.差異代謝物隨時間或大於階段的變化規律分析；6.分子標誌物篩選。當然，根據不同實驗目的，還有特殊的分析模式。

近期隨著基因組學，轉錄組學的發展，聯合代謝物進行分析已經成為流行的趨勢，不僅從現象中檢測出差異的代謝物，更從基因層面解釋了代謝物變化的原因，反之基因層面變化，導致的代謝物變化等。