代謝組學/代謝物
代謝物是有機化合物,是代謝途徑中的起始物質/中間體。代謝物是透過飲食吸收的小而簡單的結構。它們包括維生素和必需氨基酸。它們可以用來構建更復雜的分子,或者分解成更簡單的分子。中間代謝物可以由其他代謝物合成,並經常釋放化學能。例如,葡萄糖可以透過糖異生(合成代謝反應)合成形成澱粉或糖原,並且可以在糖酵解(分解代謝反應)過程中分解以獲得化學能。代謝的最終產物從生物體中排洩出來。例如,尿素是人體蛋白質降解的最終產物。二氧化碳通常被認為是好氧生物體中碳水化合物、蛋白質和脂肪降解的最終產物,儘管從技術上講,二氧化碳作為碳酸也可以參與某些物質的生物合成,特別是在植物中。分解代謝和合成代謝分解代謝:涉及能量釋放並導致生物體中複雜物質(如蛋白質或脂類)分解的降解代謝。合成代謝:新陳代謝的建設性部分,特別關注大分子合成。
分解代謝:檔案:Http://www.merriam-webster.com/dictionary/catabolism. 合成代謝:檔案:Http://www.merriam-webster.com/dictionary/anabolism.
GenomeNet 是由京都大學生物資訊學中心開發的一個資源資料庫,致力於提供計算裝置來幫助研究基因組和生物醫學科學的各個領域。該資料庫提供了大量人類和植物中各種代謝途徑的差異化圖譜。此外,諸如疾病和藥物研究等主題也用視覺輔助工具進行了詳細的說明和討論。GenomeNet 還非常重視基因測序和分析,它提供了許多生物資訊學工具來研究基因組序列基序、系統發育研究以及您想了解有關基因的任何其他資訊。GenomeNet 的一大貢獻是提供KEGG 圖譜和途徑,這些圖譜和途徑作為研究代謝組學的視覺輔助工具。
京都基因和基因組百科全書 或 KEGG,是一個生物系統資料庫,它包含基因、蛋白質、化學構建塊、分子途徑、層次結構以及各種生物物件之間的關係。KEGG 將基因組與生物系統聯絡起來,並將途徑對映在一起,以檢視互動迴圈和所涉及的代謝物。您還可以透過輸入特定生物體在 KEGG 網站上搜索。
初級代謝物:以下是顯示所有初級代謝物不同途徑的連結。初級代謝物包括參與形成作為正常合成代謝和分解代謝過程一部分的化合物的反應。這些過程發生在生物體的細胞中。
| 一些初級代謝物的 KEGG 圖譜 | |||
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新詞彙:1. 直系同源物或直系同源基因是指不同物種中彼此相似的基因,因為它們起源於一個共同的祖先。2. 同源基因是指透過全基因組複製過程產生的旁系同源基因。3. 旁系同源物:一個生物體中複製到同一基因組中的兩個不同位置的基因,使兩個副本成為旁系同源物。4. 異源基因:由兩種生物體之間的水平基因轉移產生的同源物。異源基因可能具有不同的功能,如果新的環境對於水平移動的基因來說大不相同。一般來說,異源基因通常在兩種生物體中具有相似的功能。5. 配子學:指非重組、異性染色體上同源基因之間的關係。配子同源物是由於遺傳性別決定的起源和性染色體之間重組障礙而產生的。
相關性:該網站資料庫透過彙編所有代謝途徑與我們的課程工作和教科書相關聯。它定義了代謝物,描述了它們在任何途徑中的作用,並讓我們清楚地瞭解它與生物體整體的關係。該資料庫可用於研究,以進一步加深我們對代謝組學世界的理解,這將反過來幫助我們理解,甚至可能治癒不同的疾病。
MetaCyc 是一個數據庫,包含來自各種生物體的 900 多個初級和次級代謝途徑;它還包含相關的化合物、酶和基因。與 KEGG 類似,MetaCryc 資料庫透過提供許多代謝途徑的視覺輔助工具來幫助研究代謝組學。
MetaCyc 途徑 的令人興奮的一面是其對途徑的詳細解釋。您可以檢視所有代謝物及其子類。(它還允許您檢視所有代謝物彼此之間的關係及其層次結構。)新詞彙:1. 前列腺素是脂類化合物中的一員,它從脂肪酸中透過酶促作用衍生而來,在動物體內具有重要功能。每個前列腺素都包含 20 個碳原子,包括一個 5 個碳的環。它們是介質,具有多種強烈的生理作用;儘管它們在技術上是激素,但很少被歸類為激素。2. 環氧合酶:前列腺素在透過環氧合酶(COX-1 和 COX-2)和末端前列腺素合成對 AA、DGLA 或 EPA 進行順序氧化後產生。3. 假化合物:不一定是物理化合物。例如,光或 DNA 鹼基對的錯配可以被認為是假化合物。4. 超原子:是似乎表現出某些元素原子性質的原子團。5. 分類單元(複數為分類單元)或分類單位,是用來指定生物體或生物體群體的名稱。
相關性:該網站資料庫與我們的課程工作和教科書相關,就像 KEGG 網頁一樣。但是,MetaCyc 允許根據生物體進行使用者友好的特定搜尋。它還仔細檢視基因組。
人類代謝組資料庫 是世界上最完整的人類代謝物和人類代謝資料集合。它包含了超過 2180 種代謝物的記錄。它包含所有代謝物以及它們的發現位置(生物體液、組織等),並提供分子結構、重量和 IUPC。HMDB 還包含來自數百個質譜和核磁共振代謝組學分析的實驗代謝物濃度資料,這些分析是對尿液、血液和腦脊液樣本進行的。HMDB 包含化合物描述、名稱和同義詞、結構資訊、物理化學資料、參考 NMR 和 MS 光譜、生物體液濃度、疾病關聯、通路資訊、酶資料、基因序列資料、SNP 和突變資料,以及與影像、參考文獻和其他公共資料庫的廣泛連結。HMDB 的另一個方面是生物體液搜尋,它允許您檢視 7 種不同生物體液中不同代謝物的正常和異常濃度。
Universe-review.ca 是一個連結,它提供了關於不同必需代謝物的簡要概述。它介紹了分子的結構及其在各種代謝途徑中的作用。 Biosynth 化學與生物學 是另一個提供有關脂類的特定資訊的網站。新詞彙:1. CAS 登記號是化學物質、聚合物、生物序列、混合物和合金的唯一數字識別符號。它們也被稱為 CAS 號、CAS RN 或 CAS # 2. 生物體液:涵蓋體內發現的任何液體,HMDB 包括:羊水、膽汁、血液、母乳、腦脊液、糞便、淋巴液、月經、粘液、唾液、皮脂、精液、汗液、滑液、尿液、玻璃體液和嘔吐物。3. 皮脂:油性物質由皮脂腺分泌,稱為皮脂,以及死亡的產脂細胞的碎屑。4. 簡化分子輸入行條目規範或 SMILES:是使用簡短的 ASCII 字串來明確描述化學分子結構的規範。SMILES 字串可以被大多數分子編輯器匯入,以轉換回分子的二維圖或三維模型。5. 美國資訊交換標準程式碼 (ASCII),基於英語字母的字元編碼。ASCII 程式碼在計算機、通訊裝置和其他處理文字的裝置中表示文字 相關性:雖然前兩個資料庫更側重於代謝物途徑,但 HMDB 側重於代謝物組成和化學/化學相互作用。這與 HMDB 能夠真正將每種代謝物分解到分子水平相關。HMDB 還允許購買這些化合物。
http://www.pubmedcentral.nih.gov/articlerender.fcgi?tool=pmcentrez&artid=1694820.com
摘要:這篇同行評審文章的重點是討論糖酵解過程,該過程導致 ATP 的形成,ATP 是厭氧真核生物 Monocercomonoides 中的主要燃料。ATP 和葡萄糖都是與糖酵解直接相關的代謝物,並將包含在生物體的代謝組中。由於厭氧真核生物缺乏完整的檸檬酸迴圈,它們每分子葡萄糖只能提取少量 ATP。這與人類細胞相反,因此這篇文章很重要,因為它討論了糖酵解中酶的替代版本。在厭氧真核生物中,透過從相關細菌到其他真核生物的水平基因轉移,檢查了諸如丙酮酸正磷酸二激酶和焦磷酸-果糖-6-磷酸磷酸轉移酶之類的酶。水平基因轉移是生物體將遺傳物質轉移到非後代細胞的過程。對 Monocercomonoides 糖酵解途徑的分析導致了對單基因樹和保守 HGT 事件的識別,這些事件為稱為 Ecavata 的原生生物的單系性提供了證據。氧單鞭毛蟲與賈第鞭毛蟲和滴蟲之間的共同水平基因轉移事件進一步支援了這種關係。這種關係成為重要的資源,因為它專注於利用 Monocercomonoides 的葡萄糖代謝物來確定其譜系。
術語:水平基因轉移 - 生物體將遺傳物質轉移到非後代細胞的過程 單系性 - 一組包含祖先物種及其所有後代的生物體。氧單鞭毛蟲 - 一組僅在白蟻和其他食木昆蟲的腸道中發現的鞭毛原生動物。雙鞭毛蟲 - 一組鞭毛蟲,其中大多數是寄生蟲。也歸類為原生生物。行進引物 - 是一種用於對長 DNA 片段(1.3 到 7 千鹼基之間)進行測序的測序方法,該方法透過將長序列劃分為幾個連續的短序列來實現。系統發育分析 - 對性狀(例如,序列)之間的進化聯絡進行分析。分類群 - 任何具有相同分類等級的生物體或生物體組;例如,一個目、科、屬或種的成員。
相關性:這些資訊如何與您迄今為止在本課程中學習的資訊相關?本資源與我們目前的課程非常密切相關。正如大家所記得的,我們必須記住完整的糖酵解途徑,這正是本文所涵蓋的。它關注了參與途徑的酶,這些酶是我已經記憶的一些酶。它還從厭氧的角度回顧了該過程,這揭示了糖酵解如何被改變但仍然產生 ATP。這非常有趣,因為我們主要關注的是一種型別的糖酵解。
http://www.isas.de/english/menu-top/research/research-departments/metabolomics/
摘要:ISAS 的主要目標是建立能夠回答有關代謝物特異性、選擇性和動態範圍的問題的分析方法。他們希望能夠一步識別代謝組(例如,從人撥出的空氣樣本中識別出表明肺癌存在的危險代謝物)。ISAS 的另一個目標是在單細胞水平上檢測出由於突變和每個細胞所處的不同環境而產生的差異。
術語:生物源 - 對於維持生命過程是必要的 (http://www.thefreedictionary.com/biogenic) 黴菌毒素 - 由真菌產生的毒素。該術語通常保留用於對人或動物有毒的真菌代謝物,這些代謝物是由生長在食物中的黴菌產生的(例如,黃麴黴毒素、麥角鹼)。 (http://www.plantpath.cornell.edu/glossary/Defs_M.htm)
微流控 - 微流控是設計、製造和配製處理納升或皮升級流體體積的器件和過程的科學。器件本身的尺寸範圍從毫米到微米。 (http://whatis.techtarget.com/definition/0,,sid9_gci526632,00.html)
菌絲 - 真菌和放線菌的長而分枝的絲狀細胞。在真菌中,菌絲是營養生長的主要模式,統稱為菌絲體。 (http://en.wikipedia.org/wiki/Hyphal)
電流法 - 涉及或是一種化學滴定,其中使用測量在溶液中兩個電極之間施加的電位差下流過的電流來檢測終點 (http://www.webster.com/dictionary/amperometric)
伏安法 - 是一種電分析方法,用於分析化學和各種工業過程。在伏安法中,透過測量電流隨電位變化而獲得有關分析物的的資訊。 (http://en.wikipedia.org/wiki/Voltammetry)
計時庫侖法 - 研究電極表面性質,例如表面積。 (http://www.answers.com/topic/chronocoulometry?cat=technology)
細胞抑制劑 - 抑制或抑制細胞生長和繁殖 (http://medical-dictionary.thefreedictionary.com/cytostatic)
相關性:ISAS 到目前為止使用的許多技術與我們在課程中學習的科目相似。ISAS 使用核磁共振波譜法來評估人類腸道組織中的細胞內和細胞外代謝物,以試圖識別癌細胞產生的代謝物。在第 4 章中,我們瞭解到 NMR 可以顯示元件結構的動態部分(摺疊、構象改變以及與不同分子的相互作用)。透過這種方法,人們可以更早地診斷出結直腸癌,並且使用的方法比以前侵入性更小。由於癌細胞具有突變的基因併產生與正常結直腸細胞不同的代謝物,因此能夠識別這些產物的方法將非常有用。在第 3 章中,我們學習了質譜方法,包括 MALDI MS、ESI MS 和 MS/MS。ISAS 在其許多專案中使用離子遷移率質譜法,包括黴菌識別、分析呼吸以檢查糖尿病和肺癌。離子質譜 (IMS) 透過使用均勻的電場來檢測微量化學物質,以檢視氣相離子的遷移差異。蛋白質組學和基因組學可以顯示問題的通用藥物治療方法,而單細胞實驗室研究可以用於為每個人的獨特細胞及其代謝組可能存在的差異建立特定藥物。
其他文章
1)關於產黃青黴中中心代謝、氨基酸生物合成和青黴素產量之間穩態關係的代謝組學研究 [1]
2)基於代謝控制原理的分子靶點藥物發現模式的批判:基於途徑的發現的優勢 [2]
3)代謝組學 - 前進的道路 [3]
圖片 下面的連結是之前提到的每種代謝物的圖片、結構和圖表。File:Http://www.brynmawr.edu/Acads/Chem/mnerzsto/carb-1.htm - 碳水化合物結構。File:Http://www.ncbi.nlm.nih.gov/sites/entrez?db=pccompound&term=carbohydrate – PubChem 碳水化合物圖片。File:Http://www.ncbi.nlm.nih.gov/sites/entrez - PubChem 脂類圖片。File:Http://www.chemistryland.com/ElementarySchool/BuildingBlocks/Lipids.jpg - 脂類 File:Http://www.ncbi.nlm.nih.gov/sites/entrez - PubChem 氨基酸 File:Http://www-jmg.ch.cam.ac.uk/data/molecules/amino/ - 所有氨基酸(化學式和圖表)File:Http://www.ncbi.nlm.nih.gov/sites/entrez - 核苷酸 PubChem File:Http://publications.nigms.nih.gov/thenewgenetics/images/ch1 nucleotide.jpg - 概述 - 核苷酸 File:Http://www.nvo.com/jin/nss-folder/scrapbookcell/4 nucleotide.jpg – 4 種核苷酸 File:Http://www.ncbi.nlm.nih.gov/sites/entrez - 輔因子 PubChem File:Http://www.ncbi.nlm.nih.gov/sites/entrez PubChem 糖類