代谢物组

代谢组是指在生物样本中发现的一整套小分子化学物质。 生物样品可以是细胞、细胞器、器官、组织、组织提取物、生物流体或整个生物体。 在给定代谢组中发现的小分子化学物质可能包括生物体自然产生的两种内源性代谢物以及非生物体自然产生的外源性化学物质。

换句话说，既有内源性代谢组，也有外源性代谢组。 内源性代谢组可以进一步细分为初级和次级代谢组。 初级代谢产物直接参与正常的生长、发育和繁殖。 次级代谢物不直接参与这些过程，但通常具有重要的生态功能。 次级代谢物可能包括色素、抗生素或源自部分代谢的异生素的废物。 代谢组学的研究称为代谢组学。

代谢组这个词似乎是代谢物和染色体这两个词的混合体。 它被构造为暗示代谢物由基因间接编码或作用于基因和基因产物。

代谢组反映了生物体基因组与其环境之间的相互作用。 因此，生物体的代谢组可以作为其表型（即其基因型及其环境的产物）的极好探针。 可以使用多种不同的技术（包括 NMR 光谱和质谱）测量（鉴定、量化或分类）代谢物。 大多数质谱 (MS) 方法必须与各种形式的液相色谱 (LC)、气相色谱 (GC) 或毛细管电泳 (CE) 相结合，以促进化合物分离。 根据使用的仪器或协议，每种方法通常一次能够识别或表征 50-5000 种不同的代谢物或代谢物特征。 目前不可能通过单一分析方法分析整个范围的代谢物。

核磁共振 (NMR) 光谱学是一种分析化学技术，当包含特定核的分子置于强磁场中时，该技术可测量特定核的射频辐射吸收。 给定原子或原子核吸收的频率（即化学位移）高度依赖于给定分子中该原子的化学环境（键合、最近邻化学结构、溶剂）。 NMR 吸收模式在不同频率或不同化学位移处产生共振峰——这些峰的集合称为 NMR 光谱。 因为每种化合物都有不同的化学结构，所以每种化合物都会有独特的（或几乎独特的）NMR 光谱。 因此，NMR 对于代谢物等小分子的表征、鉴定和定量特别有用。

核磁共振在经典代谢研究中的广泛应用，以及它处理复杂代谢物混合物的非凡能力，可能是核磁共振成为常规代谢组测量中首批广泛采用的技术之一的原因。 作为一种分析技术，NMR 是非破坏性的、无偏差的、易于量化的、需要很少或不需要分离、允许鉴定新化合物并且不需要化学衍生化。 NMR 特别适用于检测不太容易进行 LC-MS 分析的化合物，例如糖、胺或挥发性液体或 GC-MS 分析，例如大分子 (＞500 Da) 或相对不反应的化合物。 NMR 不是一种非常敏感的技术，检测下限约为 5 μM。 通常可以通过基于 NMR 的代谢组学研究鉴定 50-150 种化合物。

质谱法是一种测量分子质荷比的分析技术。 分子或分子碎片通常通过带电场（电喷雾电离）喷射它们而带电或电离，用电子轰击它们。