]服務簡介
代謝流(Metabolic flux)是細胞生理學的一個基本的決定因素,在穩態條件下,代謝流量一般以代謝產物的比生成速率表示,是代謝途徑中最重要的參數。代謝流量分析(Metabolic flux analysis,MFA)是根據代謝路徑中各個反應的計量關系以及實驗中所測得的數據,來確定整個代謝反應網絡中代謝流量分布的一種分析方法。代謝流量組學(Fluxomics)是研究代謝流量組(Fluxome)隨時間動態變化的科學,即對流經代謝途徑的代謝流量組進行定量分析。分子流量變化反映了遺傳和代謝調控的綜合結果,決定了細胞表型。因此轉錄組學、蛋白質組學和代謝組學提供了代謝網絡容量和熱動力學測試,而代謝流量組學則是對通過網絡中每步反應的流量值進行精細定量,可以認為是對代謝表型的直接衡量。MFA和Fluxomics分析尤其是基于 13C 標記的 Fluxomics 技術已成為近年來的研究熱點技術之一,在腫瘤、糖尿病、植物和微生物工程研究中大放異彩。
]實驗設計流程
基于穩定性同位素標記底物的代謝流組學實驗對象一般為動物模型樣本和細胞模型樣本,一般實驗流程如下 :
代謝流量組學是代謝組學的精細化技術,在功能基因組研究中發揮著舉足輕重的作用。通常會有這一現象出現:雖然代謝流量發生了顯著變化,但并沒有引起相應代謝物水平甚至最終產物發生任何改變。在這種情況下必然存在某種調節機制發揮作用,為揭示基因功能提供重要的信息。因此,代謝流量組學是功能基因組研究的重要組成部分。
]同位素類型
基于13C、15N和2H 等穩定性同位素標記的代謝前體物:[1,2-13C2]-glucose, [U-13C6]-glucose, [U-13C5]-glutamine, [13C5,15N2]-glutamine, [13C4]-aspartic acid, [2,3,3-D3]-serine, [13C3,15N]-serine, [13C2,15N]-glycine, [U-13C6]-fructose, D2O
注:本公司常年備有如下所示的同位素標記前體物現貨,供客戶按需購買:
1. D-Glucose (U-13C6)
2. D-Glucose (1,2-13C2)
3. D-Glucose (1-13C)
4. L-Glutamine (13C5)
5. L-Glutamine (amine-15N)
6. L-Glutamine (1-13C)
7. L-Glutamine (5-13C)
]覆蓋途徑
譜領生物提供國際領先的多種途徑代謝流組學分析服務,可滿足多種代謝組學和表型組學研究要求:
1. 糖酵解途徑(Glycolysis, or Embedn-Meyerhof-Parnas, EMP)
2. 三羧酸循環途徑(Tricarboxylic Acid Cycle, TCA cycle)
3. 磷酸戊糖途徑(Pentose Phosphate Pathway, PPP)
4. 糖異生(Gluconeogenesis)
5. 卡爾文循環(Calvin Cycle)
6. 脂肪酸從頭合成 (de novo Fatty acid Synthesis)
7. 脂肪酸氧化代謝 (Fatty acid Oxidation)
8. 短鏈脂肪酸合成(Short-Chain Fatty acid Synthesis)
9. 一碳代謝之蛋氨酸循環(Methionine cycle in One-carbon Metabolism)
10. 一碳代謝之四氫葉酸循環(Tetrahydrofolate cycle in One-carbon Metabolism)
11. 核苷酸代謝 (Nucleotide Metabolism)
12. 谷胱甘肽合成代謝 (Glutathione Metabolism)
13. 支鏈氨基酸代謝(Branch-chain Amino Acid Catabolism)
14. 精氨酸代謝(Arginine Metabolism)
15. 色氨酸代謝 (Tryptophan Metabolism)
16. 尿素循環 (Urea Cycle)
17. NADPH 等能量代謝途徑
* 不在以上途徑的其他物質的定制類代謝流服務請詳詢譜領工作人員;
* 可以同時對多種同位素進行標記分析。
]可接受的樣本類型
哺乳動物細胞(貼壁培養、懸浮培養、原代)、動物組織、微生物、植物細胞、植物組織、藻類、土壤等。
]服務流程
]樣本量要求
]細胞模型樣本
]生物學重復
相較于其他組學,代謝組學更加靈敏,更接近于真實情況。因此,為保證實驗結果的可靠性,要求更多的生物學樣本重復。我們建議:
動物樣本,單組不少于9 例重復;
細胞、微生物樣本,單組不少于5 例重復;
其他如植物樣本,單組不少于7 例重復。
]儀器平臺
平臺一:超高效液相色譜高分辨質譜聯用儀(UHPLC-HRMS)Q Exactive ? ( Thermo Scientific Orbitrap MS)
使用 Thermo Scientific? Q Exactive? 組合型四極桿 Orbitrap 質譜儀可以快速可靠地識別、定量和確認更多化合物。 本臺式 UHPLC-HRMS 系統將四極桿母離子選擇性與高分辨率和準確質量數(HRAM)Orbitrap 檢測相結合,提供出色性能和多功能性。 Q Exactive 質譜儀特別適用于非目標或目標化合物篩查,也能夠實現廣泛的定性和定量應用。
平臺二:氣相色譜質譜聯用儀(GC-MS)7890A/5975C(Agilent GC-MS)
氣相色譜- 質譜與生俱來的定量準確性( 無液相色譜- 質譜聯用平臺常用的電噴霧離子化所存在的基質抑制效應)、超高的穩定性和易用性,以及不俗的靈敏度和高通量,能勝任多數代謝組學和基礎生命科學研究任務。尤其是那些濃度較高、具有揮發性的物質或雖具有親水性但衍生后具有揮發性的代謝物,如短鏈脂肪酸、糖酵解和三羧酸循環相關代謝物、氨基酸和中長鏈脂肪酸等,都十分適用。
平臺三:氣相色譜飛行時間質譜聯用儀(GC-Tof/MS)7890A/5975C(LECO Pegasus? HT)
Pegasus? HT 把高通量飛行時間質譜技術與ChromaTOF? 軟件相結合,極大的提高了實驗室效率及生產力。全質量范圍500 張譜圖每秒的采集速率大大縮短了分析時間。 Dynamic Signal Tracking (DST)大大提高了Pegasus 質譜的動態范圍,全譜采集,系統可靠耐用,重復性好。獨一無二的自動數據處理能力最簡化枯燥的手工操作,增強數據質量。完全自動定性、定量分析,樣品全分析時間周期大大快于常規手動分析。Pegasus HT 提供給您先進智能的數據挖掘算法,自動提取出通常無法識別的被基質或共流干擾物遮蓋的化合物。
]服務示例
]同位素類型
基于 13C 和 2 H 等穩定性同位素標記的代謝前體物:[1,2-13C2]glucose, [U-13C6]glucose, [U-13C5]glutamine.
]覆蓋途徑
譜領生物提供國際領先的多種途徑代謝流組學分析服務,可滿足多種代謝組學和表型組學研究要求:
1. 三羧酸循環途徑(TCA Cycle)
2. 糖酵解途徑(Glycolysis)
3. 磷酸戊糖途徑(Pentose Phosphate Pathway)
4. 卡爾文循環(Calvin Cycle) 植物代謝流
5. 谷氨酰胺、絲氨酸等氨基酸代謝
6. 脂肪酸合成(de novo Fatty acid Synthesis)
7. 脂肪酸氧化(Fatty acid Oxidation)
8.NADPH 等能量代謝途徑
9. 葉酸代謝(一碳代謝)
10. 核苷酸代謝
11. 支鏈氨基酸代謝(Branch-chain Amino Acid Catabolism)
12. 尿素循環(Urea Cycle)
* 不在以上途徑的其他物質的定制類代謝流服務請詳詢譜領工作人員。
Fernández-García J, Altea-Manzano P, Pranzini E, Fendt SM, et al. Stable Isotopes for Tracing Mammalian-Cell Metabolism In Vivo. Trends Biochem Sci. 2020, 45 : 185-201.
Mullen A R , Wheaton W W , Jin E S , et al. Reductive carboxylation supports growth in tumour cells with defective mitochondria. Nature. 2012, 481: 385-8.
Long C P , Antoniewicz M R, et al. High-resolution 13C metabolic flux analysis. Nature Protocols. 2019, 14(10):1-22.