藥用植物代謝組學(xué)的研究進(jìn)展

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1、藥用植物代謝組學(xué)的研究進(jìn)展這是一篇藥用植物代謝組學(xué)的內(nèi)容，代謝組學(xué)正日益成為研究的熱點(diǎn)，越來(lái)越多的人已加入到代謝組學(xué)的研究中。隨著代謝組學(xué)積累的數(shù)據(jù)和信息量的增大，其在藥用植物學(xué)各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用價(jià)值也與日俱增?！　　尽繌募夹g(shù)步驟、剖析辦法以及實(shí)踐使用三個(gè)方面對(duì)以后藥用動(dòng)物代謝組學(xué)研討范疇的一些實(shí)際成績(jī)和理論中面臨的應(yīng)戰(zhàn)停止綜述。　　【關(guān)鍵詞】藥用動(dòng)物;代謝組學(xué);功用基因組學(xué)　　代謝組學(xué)是對(duì)生物體內(nèi)代謝物停止大規(guī)模剖析的一項(xiàng)技術(shù)[1]，它是零碎生物學(xué)的重要組成局部(如圖1所示)，藥用動(dòng)物代謝組學(xué)次要研討外界要素變化對(duì)動(dòng)物所形成的影響，如氣候變化、養(yǎng)分脅迫、生物脅迫，以及基因的漸變和重組等惹起的巨

2、大變化，是物種表型剖析最強(qiáng)無(wú)力的工具之一。在古代中藥研討中，代謝組學(xué)在藥物無(wú)效性和平安性、中藥資源和質(zhì)量控制研討等方面具有重要實(shí)際意義和使用價(jià)值。另外，在對(duì)形式動(dòng)物漸變體文庫(kù)或轉(zhuǎn)基因文庫(kù)停止剖析之前，代謝組學(xué)往往是首先思索采用的研討辦法之一。目前，國(guó)外已有成功應(yīng)用代謝組學(xué)技術(shù)對(duì)擬南芥漸變株停止大規(guī)?；蛱暨x的例子，這爲(wèi)與重要性狀相關(guān)基因功用的說(shuō)明和選育可供商業(yè)化應(yīng)用的轉(zhuǎn)基因作物奠定了根底?！　∧壳?，還有許多經(jīng)濟(jì)作物的全基因組測(cè)序方案尚未完成，由于代謝組學(xué)研討并不要求對(duì)基因組信息的理解，所以在與這些作物有關(guān)的研討范疇具有更大的應(yīng)用價(jià)值，這也是其與轉(zhuǎn)錄組學(xué)和蛋白組學(xué)研討相比的劣勢(shì)之一。代謝組學(xué)研

3、討觸及與生物技術(shù)、剖析化學(xué)、無(wú)機(jī)化學(xué)、化學(xué)計(jì)量學(xué)和信息學(xué)相關(guān)的少量知識(shí)，F(xiàn)iehn[2]對(duì)代謝組學(xué)有關(guān)的研討方向停止了分類(lèi)(見(jiàn)表1)?！　∫弧⒋x組學(xué)研討的技術(shù)步驟　　代謝組學(xué)研討觸及的技術(shù)步驟次要包括動(dòng)物栽培、樣本制備、衍生化、別離純化和數(shù)據(jù)剖析5個(gè)方面(見(jiàn)圖2)。　　1.1動(dòng)物栽培　　對(duì)研討對(duì)象停止培育的目的是爲(wèi)了對(duì)樣本的波動(dòng)性停止控制，絕對(duì)于微生物和植物而言，動(dòng)物的人工栽培需求考　　慮更多的成績(jī)，如中藥材在不同年齡、不同發(fā)育階段、不同部位以及光照、水肥、耕作等環(huán)境要素的巨大差別都可惹起生理形態(tài)的變化，而這些非可控及可控雙重要素的影響很難停止準(zhǔn)確的控制，從而影響藥用動(dòng)物代謝組研討的反復(fù)性

4、。爲(wèi)理解決以上成績(jī)，引薦運(yùn)用大容量的培育箱[3]，定時(shí)改換培育箱中栽培對(duì)象的地位，以及運(yùn)用無(wú)土栽培技術(shù)等，F(xiàn)ukusakiE[4]應(yīng)用無(wú)土栽培零碎將水和營(yíng)養(yǎng)間接引入動(dòng)物根部，并且對(duì)供應(yīng)量停止準(zhǔn)確地控制，大大進(jìn)步了實(shí)驗(yàn)的反復(fù)性?！　?.2樣本制備　　爲(wèi)了取得波動(dòng)的實(shí)驗(yàn)后果，樣本制備需求思索樣本的生長(zhǎng)、取樣的工夫和地點(diǎn)、取樣量以及樣本的處置辦法等成績(jī)，并依據(jù)剖析對(duì)象的分子構(gòu)造、溶解性、極性等理化性質(zhì)及其絕對(duì)含量大小對(duì)提取和別離的辦法停止選擇，逐一優(yōu)化實(shí)驗(yàn)方案。MaharjanRP等[5]用6種辦法辨別對(duì)大腸桿菌中代謝產(chǎn)物停止提取，發(fā)現(xiàn)用-40℃甲醇停止提取的效果最好?，F(xiàn)階段代謝組學(xué)的剖析對(duì)象次要

5、集中在親水性小分子，尤其是初級(jí)代謝產(chǎn)物，氣相色譜?質(zhì)譜聯(lián)用(GC?MS)和毛細(xì)管電泳?質(zhì)譜(CE?MS)聯(lián)用都是剖析親水小分子的重要技術(shù)。FiehnO等[6]運(yùn)用GC?MS對(duì)擬南芥葉片中的親水小分子停止了剖析，發(fā)現(xiàn)酒石酸半縮醛、檸蘋(píng)酸、別蘇氨酸、羥基乙酸等15種動(dòng)物代謝物?！　?.3衍生化處置　　對(duì)目的代謝產(chǎn)物的衍生化處置取決于所運(yùn)用的剖析設(shè)備，GC?MS零碎只合適對(duì)揮發(fā)性成分停止剖析，高效液相色譜法(HPLC)普通則運(yùn)用紫外或熒光標(biāo)志的辦法對(duì)樣本停止衍生處置，BlauK[7]對(duì)酯化、?；?、烷基化、硅烷化、硼烷化、環(huán)化和離子化等衍生辦法停止了詳細(xì)的闡明。但是離子化抑制常使得質(zhì)譜剖析進(jìn)程中目的

6、代謝產(chǎn)物的離子化效率降低，這次要是由于別離進(jìn)程中凈化物與目的代謝物難以完全別離開(kāi)所惹起的，優(yōu)化色譜別離工夫可無(wú)效緩解離子化抑制，但是在實(shí)踐操作中不能夠?qū)ι习俜N代謝產(chǎn)物的別離工夫停止優(yōu)化，應(yīng)用非放射性同位素濃縮法停止絕對(duì)定量可以很好的處理該成績(jī)。HanDK等[8]使用同位素編碼的親和標(biāo)志(ICAT)，依據(jù)經(jīng)誘導(dǎo)分化的微粒蛋白及其同位素標(biāo)志物的峰面積比，對(duì)該蛋白的絕對(duì)含量停止剖析。ZhangR等[9]發(fā)現(xiàn)同位素標(biāo)志技術(shù)也可用于代謝組學(xué)的研討，但是卻存在許多困難。活體的同位素標(biāo)志辦法關(guān)于同位素的洗脫是一種十分有潛力的技術(shù)，目前關(guān)于運(yùn)用34s的研討已有報(bào)道[10]?！　?.4別離和定量　　別離是代謝

7、組學(xué)研討中的重要步驟，與質(zhì)譜聯(lián)用的色譜和電泳剖析技術(shù)都是運(yùn)用紫外或電化學(xué)檢測(cè)的辦法停止定量，其對(duì)代謝組數(shù)據(jù)的分辨率與定量才能都有一定的影響。TomitaM等[11]總結(jié)了各種色譜別離法中常常遇到的技術(shù)成績(jī)，以為毛細(xì)管電泳和氣相色譜法由于具有較高的分辨率，已成爲(wèi)代謝組學(xué)研討的慣例技術(shù)手腕之一，液相色譜因其適用范圍廣，使用也相當(dāng)普遍?！　anakaN等[12]用高效液相色譜對(duì)樣品停止別離，以為運(yùn)用硅膠基質(zhì)填充毛