内容简介本书目录专家评论读者评论我要留言 本书是国内**部集基本理论和实际应用于一体的、极有价值的关于代谢组学的专著,对学科的发展现状、面临问题、应用前景、未来趋势和学科本身的价值都做了客观、科学的描述。除简要回顾代谢组学的发展历史、特点外,**介绍了代谢组学技术平台及其在健康疾病、**毒性、植物、微生物、营养科学和环境科学研究中的应用,使读者能在短时间内对*新的技术和国内外进展有一全面了解。为适应不同层次人员对代谢组学知识的需求,本书在全面阐述色谱、质谱、核磁共振谱和多变量数据分析方法在代谢组学中的应用的同时,图文并茂地剖析了代谢组学在不同领域内的应用,使读者能很容易地应用本书解决相关领域中的问题。
本书既可作为从事代谢组学研究的专业人员的参考书,也可作为相关领域研究生的教材。对代谢组学感兴趣或具备一定的生物化学和分析化学背景的读者也可根据自己所从事的专业有选择地阅读部分章节。

序
前言
第1章 绪论
1.1 代谢组学简介
1.2 代谢组学的研究方法
1.3 代谢组学的应用
1.4 代谢组学发展展望
参考文献

第2章 气相色谱-质谱技术在代谢组学中的应用
2.1 气相色谱-质谱联用技术
2.2 基于GC-MS、GC×GC-TOFMS的代谢组学技术平台
2.3 代谢组学应用
2.4 发展与展望
参考文献

第3章 液相色谱及液相色谱-质谱联用技术在代谢组学研究中的应用
3.1 液相色谱及液相色谱-质谱联用技术
3.2 用于极性小分子分析的二维液相色谱分离系统
3.3 液相色谱及液相色谱-质谱联用技术在代谢组学研究中的应用实例
参考文献

第4章 超**液相色谱-质谱及在代谢组学中的应用
4.1 超**液相色谱的理论基础
4.2 超**液相色谱与HPLC分析性能的比较
4.3 超**液相色谱在代谢组学中的应用
参考文献

第5章 毛细管电泳-质谱联用技术在代谢组学研究中的应用
5.1 毛细管电泳-质谱联用技术简介
5.2 基于毛细管电泳-质谱联用技术的代谢组学平台
5.3 毛细管电泳在代谢组学中的应用研究
参考文献

第6章 核磁共振在代谢组学研究中的应用
6.1 核磁共振波谱分析原理
6.2 代谢组学中的核磁共振波谱分析方法
6.3 核磁共振在代谢组学研究中的应用
6.4 展望
参考文献

第7章 代谢组学研究中常用的化学计量学方法
7.1 数据预处理方法
7.2 常用的模式识别方法
7.3 数据库及专家系统
参考文献

第8章 类脂和类脂组学
8.1 类脂分子的结构和功能
8.2 类脂的分子生物学[19]
8.3 类脂研究中的分析方法
8.4 ESI-MS在类脂分析中的定量方法
8.5 类脂组学及其应用
参考文献

第9章 代谢组学在疾病分型和标志物发现研究中的应用
9.1 引言
9.2 代谢组学用于心血管疾病严重程度的诊断
9.3 基于修饰核苷的代谢组学用于肝脏疾病的研究
9.4 代谢组学用于恶性**的研究
9.5 代谢组学在其他疾病分型和标志物发现研究中的应用
参考文献

第10章 修饰核苷在癌症诊断和随访中的应用
10.1 概论
10.2 体液中修饰核苷的分析和数据处理
10.3 尿中核苷在恶性**诊断、**随访中的应用
参考文献

第11章 代谢组学在糖尿病研究中的应用
11.1 基于GC的有机酸轮廓分析对2型糖尿病研究
11.2 尿样“全”指纹分析及应用于科素亚对糖尿病的**评价
11.3 2型糖尿病中血浆磷脂代谢轮廓分析和标记物的识别
11.4 血清中脂肪酸的靶标分析方法用于2型糖尿病患者与正常人的区分
参考文献

第12章 代谢组学在营养学研究中的应用
12.1 简介
12.2 代谢组学全组分分析在营养学中的应用
12.3 代谢轮廓分析及代谢物靶标分析在营养学中的应用
12.4 代谢组学在营养学研究中的应用展望
参考文献

第13章 代谢组学与**研究
13.1 **开发现状
13.2 代谢组学在**研究中的应用概况及特点
13.3 代谢组学在动物模型评估方面的应用
13.4 代谢组学在****性研究中的应用
13.5 代谢组学在中药研发中的应用
参考文献

第14章 代谢组学在植物研究中的应用
14.1 功能基因组时代的植物代谢组学
14.2 植物代谢组的分析
14.3 植物代谢组学的应用
14.4 植物代谢组学的未来——主要问题与发展前景
参考文献

第15章 代谢组学在微生物学中的应用
15.1 概述
15.2 微生物代谢组学实验设计的基本原则
15.3 代谢组学在工业微生物学中的应用
15.4 代谢组学在医学微生物学中的应用
15.5 代谢组学在环境微生物学中的应用
15.6 展望
参考文献

第16章 代谢组学在环境科学中的应用
16.1 简介
16.2 代谢组学用于脊椎动物环境毒物暴露及其代谢的研究
16.3 代谢组学用于无脊椎动物环境毒物暴露及其代谢的研究
16.4 环境代谢组学的发展前景
参考文献
……

1.1.3代谢组学与系统生物学
在几种常见的组学研究中,基因组学主要研究生物系统的基因结构组成,即DNA的序列及表达。蛋白质组学研究由生物系统表达的蛋白质及由外部刺激引起的差异。代谢组学是研究生物体系(细胞、组织或生物体)受外部刺激所产生的所有代谢产物的变化,可以认为代谢组学是基因组学和蛋白质组学的延伸。随着这些组学研究的深入,科学家们逐渐认识到:基因组的变化不一定能够得到表达,从而并不对系统产生实质影响。某些蛋白质的浓度会由于外部条件的变化而升高,但由于这个蛋白质可能不具备活性,从而也不对系统产生影响。同时,由于基因或蛋白质的功能补偿作用,某个基因或蛋白质的缺失会由于其他基因或蛋白质的存在而得到补偿,*后反应的净结果为零。而小分子的产生和代谢才是这一系列事件的*终结果,它能够更准确地反映生物体系的状态。因此,系统生物学的研究应涵盖基因组学、转录组学、蛋白质组学和代谢组学,任何单一组学的研究对生物问题的理解都是不全面的。
系统生物学是在细胞、组织、器官和生物体整体水平研究结构和功能各异的各种分子及其相互作用,并通过计算生物学来定量描述和预测生物功能、表型和行为的科学。系统生物学从基因组序列开始,完成从生命密码到生命过程的研究。如果将生命体看成一个在基因调控下的无数的相互关联的生化反应所组成的一个新陈代谢网络,那么系统生物学将要鉴别每一个反应节点的各种分子及其相互作用,从局部到整体,*终完成整个生命活动的路线图。系统生物学的主要技术平台为基因组学、转录组学、蛋白质组学、代谢组学、相互作用组学和表型组学等,这些“组学”分别在DNA、tuRNA、蛋白质和代谢产物水平检测和鉴别各种分子并研究其功能以及各种分子之间的相互关系。进而发现生化反应的途径和网络,构建生物学模块,并在研究模块相互作用的基础上绘制生物体的相互作用图谱。代谢组学与其他组学结合对阐明生命的奥秘具有重要意义。
1.2代谢组学的研究方法
代谢组学研究一般包括样品采集和制备、代谢组数据的采集、数据预处理、多变量数据分析、标志物识别和途径分析等步骤(图1—5)。生物样品可以是尿液、血液、组织、细胞和培养液等,采集后首先进行生物反应灭活、预处理,然后运用核磁共振、质谱或色谱等检测其中代谢物的种类、含量、状态及其变化,得到代谢轮廓或代谢指纹。而后使用多变量数据分析方法对获得的多维复杂数据进行降维和信息挖掘,识别出有显著变化的代谢标志
…… 随着“基因组学”的提出,目前冠以“组学”的名字已有200多种。代谢组学是研究细胞和生物体的所有代谢中间体和终产物(即代谢组)的一门新兴科学。相对于DNA或蛋白质等生物高分子而言,代谢组学的研究对象一般为分子质量在1000I)a以下的小分子。不同于基因和蛋白质具有相对严格的种属和细胞特异性,同一代谢物在任何其存在的物种中都具有相同的理化性质。即便如此,代谢物的功能却并不限于是代谢途径中某酶的底物或产物,它们具有结构单元、能量的载体和储存体、信号分子、神经递质、转录和翻译的调控因子、蛋白质功能的调控因子、辅酶、分子伴侣、肠道因子和诱变剂等诸多功效,在生命活动中以代谢网络的形式相互作用,参与生命活动的各个过程。由于代谢网络处于基因调控网络、信号转导网络和蛋白质互作网络的下游,因此代谢组学研究能反映基因组、转录组和蛋白质组受内外环境影响后相互协调作用的*终结果,更接近于反映细胞或生物的表型。
代谢物的众多功能和代谢组学的重要性及其测试技术的适用性使代谢组学成为系统生物学中继基因组学、转录组学、蛋白质组学后的一个重要的组学平台,被广泛地应用于医学、药学、动植物学、微生物学、环境科学和食品科学等生命科学的各个研究领域。国际上代谢组学的研究萌芽于20世纪80年代,在来自不同领域的科学家们的共同努力下,于90年代末期得到迅猛发展,形成以核磁共振(NMR)和色谱一质谱为核心的两大技术平台,并逐渐得到广泛应用。英国帝国理工大学和辉瑞(Pfizer)等六大制药公司在COMET计划中率先采用代谢组学方法来评价**的毒性,并取得了极大的成功;美国FDA已尝试将代谢组学技术作为****性评价的一种方法。以中国科学院大连化学物理研究所许国旺研究员为首的研究小组是*早系统从事代谢组学研究的科研团体之一,在国际上也有较高的学术地位。该研究组以色谱质谱联用技术为主导,从技术平台的建立到代谢组学在疾病、**、营养、植物和微生物研究中的应用,形成了一套较为完整的代谢组学研究体系。
《代谢组学——方法与应用》是国内**部代谢组学基本理论和实践应用的专著。该书的出版将会极大地推进代谢组学技术在我国的普及和应用,同时也将为相关部门合理规划代谢组学的发展提供必要参考。

许国旺,1963年生,浙江嵊县人。1984年毕业于浙江工业人学化工系,1991年在中国科学院大连化学物理研究所获博士学位,师从**的色谱学家卢佩章院士。毕业后留所,在**色谱研究分析**工作。1995~1997年获马普(Max-Planck-Institute)研究基金资助,在德国Tuebingen大学做**访问学者。回国后担任大连化学物理研究所研究员、博士生导师。2004年获**杰出青年基金资助。现为大连化学物理研究所生物技术部生物分子高分辨分离分析课题组组长、代谢组学研究**主任、中国色谱学会副理事长兼秘书长、中国化学会理事、**烟草局科学技术委员会成员。 许国旺研究员一直从事色谱及其联用技术的基础理论及应用研究。根据样品对象的复杂性,在方法学上,走过了从经典一维色谱到**切割多维色谱,再到全二维色谱的研究过程,逐渐形成了以“多维色谱+联用技术+化学信息学”的科研特色;在研究对象上,从石化、环保领域逐渐实现了向生命科学(**、代谢组学、生物催化)领域的转化。从1996年起开展“健康和代谢的关系”研究,并逐步进入代谢组学领域,将研究方向集中到代谢组学的技术平台和其在重大疾病的生物标志物发现、中药**毒性和作用机理研究等,其中基于尿中核苷代谢诊断**的项目已通过中国科学院组织的鉴定。许国旺是我国*早进行代谢组学研究的学者之一。 至今,许国旺已出版专著4部,在国内外杂志发表论文270多篇。申请专利32项(其中已授权14项),鉴定成果7项。在相关领域形成了一定的影响,并得到国际同行的认可。他是J.Chromatogr.B主编(editor),Metabolomics、J.Pharmaceut.Biomed、Chromatographia、J.Sep.Sci.等10多种杂志编委及国际**液相色谱会议**性科学委员会委员,第30届国际毛细管色谱会议和第33届国际**液相色谱会议副主席。