基于核磁共振技术的代谢组学研究进展ppt课件

核磁共振
核磁共振波谱
(NMR, Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy)
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二、代谢组学概述
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代谢组学的定义
Jeremy K Nicholson Imperial College London，UK
技术：NMR 动物代谢分析： 动物的体液和组织
Metabonomics: the quantitative measurement of the multi-parametric metabolic response of living systems to pathophysiological stimuli or genetic modifications 对生物系统因病理生理或基因改变等刺激所致动态 多参数代谢应答的定量测定。
基于核磁共振技术 的代谢组学研究进展
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1. 生命科学领域的核磁共振技术 2. 代谢组学概述 3. 基于核磁共振的代谢组学研究进展
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一、生命科学领域的核磁共振
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磁共振成像
(NMRI, Nuclear Magnetic Resonance Imaging)
磁共振定域谱
(MRS, Magnetic Resonance Spectroscopy)
系 统 生 物 学
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不同组学关系及分析技术
Gene
NMR, GC&MS
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Metabolomics is More Time Sensitive Than Other “Omics”
Response
Metabolomics
Response
Proteomics
Biblioteka BaiduResponse
Genomics
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带来的代谢物的动态变化进行量化和编录，从而得到生 物体代谢随时间及生化过程的变化而改变的信息。 将这些信息与病生理过程中的生物学事件关联起来，从 而确定此变化规律相关的靶器官和作用部位，进而确定
相关的生物标志物。
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表现型(phenotype) 个体(individual) 器官(organ) 组织(tissue) 细胞(cell) 代谢组 代谢物(metabolite) 蛋白质(protein) mRNA DNA
Time
各种组学技术的比较
Genomics Target Gene, material chromosome (genetic code) MW Charact eristics 100,000120,000 Context independent Transcriptomics mRNA (genetic code) 100,000-120,000 Context dependent Sequencing Proteomics Protein (function of the protein) 5,000-20,000 Context dependent Metabonomics Low molecular weight metabolites 100- 5000 Context dependent
(metabonome/metabolome)
系统生物学 (Systems Biology) 的组成
代谢组学
(metabonomics/metabolomics)
(Systems Biology)
蛋白质组(proteome) 转录组(transcriptome) 基因组(genome)
蛋白质组学(proteomics) 转录组学(transcriptomics) 基因组学(genomics)
J. K. Nicholson, J. C. Lindon, E. Holmes. Xenobiotica, 1999, 29: 1181-89.
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Oliver Fiehn University of California Health Sciences Drive Davis, USA
技术：GC-MS 植物代谢分析： 细胞
2001
Nicholson, Lindon, and Holmes: Publication in Nature on Metabonomics Increasing # of publications
2004
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代谢组学的中心任务
对生物体液和组织中内源性代谢物质进行系统测量和分 析。
对生物体在受到病理生理上的刺激以及某种基因修饰所
1989 Oliver: Definition of Metabolome 1997 1999
Haselden, et al.: First independent Pharma publication of 2000 Metabonomics Holmes and Antti : Explanation of 2002 statistics in Metabonomics
Horming, et al.: Metabolic profiles of metabolites in human
Sadler, Buckingham and Nicholson: First publication on 1H-NMR of blood and plasma
Nicholson and Wilson: NMR spectroscopy of biofluids Nicholson: Definition Metabonomics of
Metabolomics: comprehensive analysis of all the metabolites of an organism. The quantitative measurement of all low molecular weight metabolites in an organism’s cells at a specific time under specific environmental conditions. 生物体所有代谢物的系统分析。本质是“给定细胞在 给定时间和条件下所有小分子代谢物的定量分析”。
O. Fiehn. Plant Mol. Biol., 2002, 48: 155–171.
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代谢组学的发展 1970
Van De Greef: publication of MS for 1982 urine profiling Nicholson, et al.: Multi-component 1984 analysis of spectra data from rat urine 1983