Access Agilent 电子期刊（2016 年 7 月）

中心碳代谢物的新 LC/TQ 数据库和方法

作者：Christine Miller，安捷伦组学市场经理

虽然发现代谢组学是用于鉴定此前未表征反应的强大工具，但许多最引人注目的“代谢表型”都是已知的通路和中间体发生的变化。许多研究问题依靠已知代谢物的定量分析。中心碳代谢物的相对定量分析也不例外。安捷伦在多伦多大学的合作伙伴最近开发了液相色谱/三重四极杆 (LC/TQ) 质谱数据库及相关方法，以加速这一过程。

虽然可以采用精确质量飞行时间 (Q-TOF) LC/MS (TOF) 和四极杆-TOF 仪器进行发现和跟踪分析，但高灵敏度、稳定且简便直观的 LC/TQ 质谱方法才是靶向代谢组学分析的理想选择。

单次进样即可完成大量代谢物的高重现性分析

Rosebrock 与 Caudy 在多伦多大学的实验室积极开发新的实验和分析方法，以满足高通量和高内涵生物学研究的需求，重点关注基于质谱的代谢组学。他们最近在 Agilent 6460 三重四极杆液质联用系统上利用动态多反应监测 (dMRM) 开发了一种用于中心碳代谢物相对定量分析的方法。dMRM 使用 MRM 离子对的保留时间安排，可使您在单次运行中分析更多的代谢物，且不影响数据质量。

“动态 MRM 分析使我们能在单次运行中进行许多分析物的靶向分析，为我们提供了一款可探索代谢表型的强大工具。”Amy Caudy 表示。

图 1. 色谱保留时间在数千次进样分析中都能保持稳定。所示为一组已知化合物的保留时间

稳定的保留时间是开展大规模研究的保证

Rosebrock 和 Caudy 开发了高重现性的耐用离子对反相色谱方法，用来分离酸性中心碳代谢物，包括氨基酸、柠檬酸循环中间体，以及另外的羧酸、核酸碱基、核苷、磷糖和脂肪酸等。该离子对方法在不同仪器间使用时具有较高的重现性和稳定性。在大量样本的数千次进样分析中仅发现了非常小的保留时间 (RT) 漂移（图 1）。

图 1A 给出了在三天内分析 62 个不同生物样品（酵母细胞提取物）的保留时间与平均保留时间的差异。跨度数月的 4000 次生物样品进样分析前后，同一样品分析物的保留时间见图 1B。

“能够在数千次进样分析中以最小的保留时间漂移获取数据，使我们可以探讨此前棘手的大量样品的生物学问题。”Adam Rosebrock 说道。

如需了解更多有关 Rosebrock 和 Caudy 实验室结果的信息，请参阅应用简报 5991-6449EN 及本安捷伦网络研讨会。

dMRM 数据库显著节省了方法开发时间

图 2. 柱上 5 ng 样品量的 100 多种代谢物标样的叠加 MRM 色谱图。标明了不同种类代谢物的液相色谱洗脱范围

根据目标代谢物列表大小的不同，方法开发可能非常耗时，并且需要提供许多标准品来优化 MRM 离子对和保留时间。Rosebrock 实验室开发的动态 MRM 数据库包括了超过 215 种的中心碳代谢物，并可提供化学文摘社 (CAS) 标识符、MRM 离子对、保留时间和具体化合物的 MS 参数。结合离子对反相色谱方法，该数据库可实现宽动态范围分析物的高灵敏度检测（图 2）。

有关该数据库和方法的更多信息，请参阅技术简报 5991-6482EN。

图 3. 在草甘膦处理过的大肠杆菌中，EPSP 合成酶上下游升高和降低的代谢物水平表明了酶抑制的位点

完美的差异和通路分析

该基于 TQ 的方法所产生的数据与化合物名称及其数据库标识符之间存在固有关联，可使我们即刻开展随后的差异和通路分析。可使用该分析方法来评价通过草甘膦处理后大肠杆菌中心碳通路代谢物的相对变化（图 3）。结果表明，莽草酸酯（莽草酸）和 3-磷酸莽草酸酯浓度大幅度上升，而分支酸和所有三种芳香族氨基酸的浓度显著下降。该数据库代谢物覆盖范围广，可使我们进行通路分析，并对各种生物化学调节异常进行表征。

本工作采用的代谢组学 dMRM 数据库和方法现在已由安捷伦推出。该解决方案可使任何研究实验室快速进行中心碳代谢的靶向分析，最大限度地减少方法开发时间，从而获得最多的研究时间。

了解更多有关安捷伦代谢组学 dMRM 数据库和方法的信息。然后联系安捷伦客户服务中心，将该应用引入您的实验室工作中。

仅限研究使用。不可用于诊断目的。