稳定同位素辅助确定代谢组学的元素组成

Hegeman AD, Schulte CF, Cui Q, Lewis IA, Huttlin EL, Eghbalnia H, Harms AC, Ulrich EL, Markley JL, Sussman MR.Anal Chem. 2007 Sep 15; 79(18): 6912-21. Epub 2007 Aug 21.

摘要:如何从生物提取物中成千上万个代谢物混合体中鉴定出单个化合物,是代谢组学技术的最大难题。质谱对于大范围的丰度和分子量信息具有高灵敏度,但其局限是不能区分同重化合物。本文中,我们在使用同位素标记方法解析元素组成的前期研究(Rodgers, R. P.; Blumer, E. N.; Hendrickson, C. L.; Marshall,A. G. J. Am. Soc. Mass Spectrom. 2000, 11, 835-40) 基础上,通过对比不同同位素组合培养条件下— (I) (12)C 和(14)N (天然丰度)、(II) (12)C 和(15)N、(III) (13)C 和(14)N 或(IV)(13)C 和(15)N) —拟南芥代谢提取物的成分,用精确质量测量限定了相符的分子式。通过分析用两种方法得到的4 种提取物的精确质量数据,在大幅度提高的质量范围内确定了唯一的元素组成。在第一种方法中,使用包含11000 种已知的活细胞化合物的数据库,用四种同位素组合各自的计算值进行代谢物质量匹配,第二个方法是用代谢物质量数在计算得到的质量中进行检索,限定所有四种同位素组合的可能的原子组合。在两个方法中,每个标记状态所得到的元素组成表,对比其HPLC 保留特征,找到至少在3 种组合中一致的元素组成,进一步确定共同的分子式。结果表明,可以用代谢物标记方法进一步限定可能的分子式,在更大的质量范围内提高分子式解析的可信度。