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中文名称:代谢组学英文名称:metabonomics定义:通过组群指标分析,进行高通量检测和数据处理,研究生物体整体或组织细胞系统的动态代谢变化,特别是对内源代谢、遗传变异、环境变化乃至各种物质进入代谢系统的特征和影响的学科。应用学科:生物化学与分子生物学(一级学科);总论(二级学科)(metabonomics/metabolomics)是效仿基因组学和蛋白质组学的研究思想,对生物体内所有代谢物进行定量分析,并寻找代谢物与生理病理变化的相对关系的研究方式,是系统生物学的组成部分。其研究对象大都是相对分子质量1000以内的小分子物质。先进分析检测技术结合模式识别和专家系统等计算分析方法是代谢组学研究的基本方法。,是系统生物学的重要组成部分。由英国伦敦帝国理工大学JeremyNicholson教授创立[1],之后得到迅速发展并渗透到多项领域,比如疾病诊断、医药研制开发、营养食品科学、毒理学、环境学,植物学等与人类健康护理密切相关的领域。基因组学和蛋白质组学分别从基因和蛋白质层面探寻生命的活动,而实际上细胞内许多生命活动是发生在代谢物层面的,如细胞信号释放(cellsignaling),能量传递,细胞间通信等都是受代谢物调控的。代谢组学正是研究代谢组(metabolome)--在某一时刻细胞内所有代谢物的集合--的一门学科。基因与蛋白质的表达紧密相连,而代谢物则更多地反映了细胞所处的环境,这又与细胞的营养状态,药物和环境污染物的作用,以及其它外界因素的影响密切相关。因此有人认为,“基因组学和蛋白质组学告诉你什么可能会发生,而代谢组学则告诉你什么确实发生了。”(BillLasley,UCDavis)代谢组学的概念来源于代谢组,代谢组是指某一生物或细胞在一特定生理时期内所有的低分子量代谢产物,代谢组学则是对某一生物或细胞在一特定生理时期内所有低分子量代谢产物同时进行定性和定量分析的一门新学科(Goodacre,2004)。它是以组群指标分析为基础,以高通量检测和数据处理为手段,以信息建模与系统整合为目标的系统生物学的一个分支。(MW<1000)。在食品安全领域,利用代谢组学工具发现农兽药等在动植物体内的相关生物标志物也是一个热点领。其样品主要是动植物的细胞和组织的提取液。主要技术手段是核磁共振(NMR),质谱(MS),色谱(HPLC,GC)及色谱质谱联用技术。通过检测一系列样品的NMR谱图,再结合模式识别方法,可以判断出生物体的病理生理状态,并有可能找出与之相关的生物标志物(biomarker)。为相关预警信号提供一个预知平台。(metabolomics)的出现是生命科学研究的必然。在20世纪90年代中期发展起来的代谢组学,是对某一生物或细胞中相对分子量小于1,000的小分子代谢产物进行定性和定量分析的一门新学科。代谢组作为系统生物学的重要组成部分,在临床医学领域具有广泛的应用前景。代谢产物是基因表达的最终产物,在代谢酶的作用下生成。虽然与基因或蛋白质相比,代谢产物较小,但是不能形成代谢产物的细胞是死细胞,因此不能小看代谢产物的重要性。研究人员通过对机体代谢产物的深入研究,可以判断机体是否处于正常状态,而对基因和蛋白质的研究都无法得出这样的结论。事实上,代谢组学研究已经能诊断出一些代谢类疾病,如糖尿病、肥胖症,代谢综合症。目前,已经研究清楚的普通代谢途径包括三羧酸循环(TCA),糖酵解,花生四烯酸(AA)/炎症途径。,通常有两种方法。一种方法称作代谢物指纹分析(metabolomicfingerprinting),采用液相色谱-质谱联用(LC-MS)的方法,比较不同血样中各自的代谢产物以确定其中所有的代谢产物。从本质上来说,代谢指纹分析涉及比较不同个体中代谢产物的质谱峰,最终了解不同化合物的结构,建立一套完备的识别这些不同化合物特征的分析方法。另一种方法是代谢轮廓分析(metabolomicprofiling),研究人员假定了一条特定的代谢途径,并对此进行更深入的研究。对于代谢产物来说,不仅只有质谱峰这个特征。更进一步说,质谱(MS)并不能检测出所有的代谢产物,并不是因为质谱的灵敏度不够,而是由于质谱只能检测离子化的物质,但有些代谢产物在质谱仪中不能被离子化。采用核磁共振(NMR)的方法,可以弥补色谱的不足。剑桥大学的JulesGriffin博士,正在使用质谱