聚苹果酸生产菌株出芽短梗霉菌代谢组学样品前处理方法的优化

doi:10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2016.06.009

摘要/Abstract

摘要： 为了得到更加准确和完整的胞内代谢物信息，从而更加真实的反映微生物胞内代谢情况，基于GC-MS平台，从淬灭剂、提取剂和溶解剂3个方面对代谢组学样品制备过程进行了系统性的优化。对比了不同淬灭剂对胞内代谢物的渗出及细胞损伤情况，结果表明60%甲醇/0.9% NaCl效果最佳。研究了不同提取剂、溶解剂的提取和溶解效果，结果显示60%甲醇提取效果显著，吡啶溶解效果突出。最终确定了出芽短梗霉菌代谢组样品最适前处理方法：预冷的60%甲醇/0.9% NaCl淬灭细胞，液氮研磨和反复冻融破碎细胞，预冷的60%甲醇提取，最后采用吡啶溶解提取物并采用MSTFA 40℃衍生90 min。采用该方法可以检测出300多种代谢组分，包括大量氨基酸、有机酸和糖类物质。本方法可以有效的应用于出芽短梗霉菌代谢组学样品的研究。

关键词: 代谢组学, 出芽短梗霉, GC-MS, 样品前处理

Abstract: In order to acquire more accurate and complete intracellular metabolite information，and therefore to more realistically reflect the microbial intracellular metabolism，the systematic optimization of metabolomic sample preparation process was carried out from 3 aspects of quencher，extraction and solvent agent based on the GC-MS platform. The leakage of intracellular metabolites and cell injury with different quenchers was compared，and the results showed that 60% methanol/0.9% NaCl had the least leakage. The effects of extraction and solvent agent on relative abundance of metabolite distribution were investigated，and 60% methanol presented the significant extraction effect，and pyridine had the dissolving effect．The optimal sample pretreatment method for metabolomic analysis of Aureobasidium pullulans was determined as follows：pre-cooled 60% methanol/0.9% NaCl as quencher，ground in liquid nitrogen and repeated freezing and thawing for cell disruption，pre-cooled 60% methanol for the extraction of metabolites，and then the extracts were dissolved by pyridine and derivatized for 90 min under MSTFA at 40℃. By using this optimized protocol，more than 300 kinds of metabolic components were identified by GC-MS，including a large number of amino acids，organic acids and sugars. Thus our established method can be used to effectively analyze the A. pullulans metabolites.

Key words: metabolomics, Aureobasidium pullulans, GC-MS, pretreatment

范栩嘉, 边艳慧, 殷海松, 乔长晟. 聚苹果酸生产菌株出芽短梗霉菌代谢组学样品前处理方法的优化[J]. 生物技术通报, 2016, 32(6): 54-59.

FAN Xu-jia, BIAN Yan-hui, YIN Hai-song , QIAO Chang-sheng. Optimization of Sample Pretreatment Method for Metabolomics Studies of Aureobasidium pullulans Producing Polymalic Acid[J]. Biotechnology Bulletin, 2016, 32(6): 54-59.

使用本文

0
/ / 推荐

导出引用管理器 EndNote|Ris|BibTeX

链接本文: https://biotech.aiijournal.com/CN/10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2016.06.009

https://biotech.aiijournal.com/CN/Y2016/V32/I6/54

参考文献

[1]Ding H, Portilla-Arias J, Patil R, et al. The optimization of polymalic acid peptide copolymers for endosomolytic drug delivery[J]. Biomaterials, 2011, 32(22)：5269-5278.
[2]Ding H, Klibanov AM. Inhibition of brain tumor growth by intravenous poly(β-L-malic acid)nanobioconjugate with pH-dependent drug release[J]. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2010, 107(42)：18143-18148.
[3]Schmidt A, Windisch C, Holler E. Nuclear accumulation and homeostasis of the unusual polymer β-poly(L-malate)in plas modia of Physarum polycephalu[J]. European Journal of Cell Biology, 1996, 70(4)：373-380.
[4]程若东, 王浩, 周华, 等. 出芽短梗霉积累聚苹果酸途径及调控研究[J]. 化工学报, 2012, 63(11)：3639-3644.
[5]乔长晟, 郑志达, 孟迪, 等. 出芽短梗霉发酵生产聚苹果酸的代谢通量及关键酶活性分析[J]. 现代食品科技, 2014, 7(7)：74-80.
[6]King RD, Whelan KE, Jones FM, et al. Functional genomic hypothesis generation and experimentation by a robot scientist[J]. Nature, 2004, 427(6971)：247-252.
[7]Kitano H. Systems biology：A brief overview[J]. Science, 2002, 295(5560)：1662-1664.
[8]Dunn WB, Broadhurst DI, Atherton HJ, et al. Systems level studies of mammalian metabolomes：the roles of mass spectrometry and nuclear magnetic resonance spectroscopy[J]. Chem Soc Rev, 2011, 40(1)：387-426.
[9]彭超, 黄和, 肖爱华, 等. 代谢组学分析技术平台及方法研究进展[J]. 食品科技, 2008(9)：220-223.
[10]Girjesh G. Metabonomics：A new frontier of nuclear magnetic resonance(NMR)[J]. National Academy Science Letters, 2004, 27：289-299.
[11]Detterm K, Aronov PA, Hammock BD. Mass spectrometry-based metabolomics[J]. Mass Spectrometry Review, 2007, 26(1)：51-78.
[12]Lasch P, Boese M, Pacifico A, et al. FT-IR spectroscopic investigations of single cells on the sub cellular level[J]. Vibrational Spectroscopy, 2002, 28(1)：147-157.
[13]Jürgen S, Michael B, Angelika B, et al. Identification of scrapie infection from blood serum by Fourier transforms infrared spectroscopy[J]. Analytical Chemistry, 2002, 74(15)：3865-3868.
[14]Somerville GA, Proctor RA. At the crossroads of bacterial metabolism and virulence factor synthesis in staphylococci[J]. Microbiology and Molecular Biology Reviews, 2009, 73(2)：233-248.
[15]Bolten CJ, Kiefer P, Letisse F, et al. Sampling for metabolome analy amino acid analysis in five phylogenetically different yeasts[J]. Analytical Chemistry, 2007, 79(10)：3843-3849.
[16]Villas-B?as SG, H?jer-Pedersen J, ?kesson M, et al. Global metabolite analysis of yeast：evaluation of sample preparation methods[J]. Yeast, 2005, 22(14)：1155-1169.
[17]Maharjan RP, Ferenci T. Global metabolite analysis：the influence of extraction methodology on metabolome profiles of Escherichia coli[J]. Analytical Biochemistry, 2003, 313(1)：145-154.
[18]Bo T, Liu M, Zhong C, et al. Metabolomic analysis of antimicrobial metabolomics of epsilon-Poly-L-lysine on Saccharomyces cerevisiae[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2014, 62(19)：4454-4465.
[19]Fiehn O. Metabolomics-the link between genotypes and phenotypes[J]. Plant Molecular Biology, 2002, 48(1-2)：155-171.
[20]阿基业. 代谢组学数据处理方法——主成分分析[J]. 中国临床药理学与治疗学, 2010(5)：481-489.
[21]李晓雪, 田锡炜, 王永红, 等. 拟干酪乳杆菌胞内代谢产物的GC—MS分析方法的建立[J]. 食品工业科技, 2013(18)：169-173.

相关文章 15

[1] 周嫒婷, 彭睿琦, 王芳, 伍建榕, 马焕成. 生防菌株DZY6715在不同生长期的代谢差异分析[J]. 生物技术通报, 2023, 39(9): 225-235.

[2] 韩华蕊, 杨宇琭, 门艺涵, 韩尚玲, 韩渊怀, 霍轶琼, 侯思宇. 基于代谢组学研究谷子SiYABBYs参与花发育过程中鼠李糖苷的生物合成[J]. 生物技术通报, 2023, 39(6): 189-198.

[3] 徐扬, 丁红, 张冠初, 郭庆, 张智猛, 戴良香. 盐胁迫下花生种子萌发期代谢组学分析[J]. 生物技术通报, 2023, 39(1): 199-213.

[4] 古丽加马力·艾萨, 邢军, 李安, 张瑞. 开菲尔粒中微生物对苯并（α）芘的非靶向代谢组学分析[J]. 生物技术通报, 2022, 38(5): 123-135.

[5] 杨玉萍, 张霞, 王翀翀, 王晓艳. 不同年龄大鼠尿液代谢组学研究[J]. 生物技术通报, 2022, 38(2): 166-172.

[6] 吴玉苹, 周勇, 蒲娟, 李会, 章金刚, 朱艳平. 代谢组学在肿瘤药物靶点筛选中的应用进展[J]. 生物技术通报, 2022, 38(1): 311-318.

[7] 张凤, 陈伟. 代谢组学在植物逆境生物学中的研究进展[J]. 生物技术通报, 2021, 37(8): 1-11.

[8] 陈倩, 张露源, 陈伯昌, 吴海燕. 大豆孢囊线虫生防菌株Myrothecium verrucaria ZW-2发酵条件优化及活性物质分析[J]. 生物技术通报, 2021, 37(7): 127-136.

[9] 潘镜宇, 陈佳乐, 钱玙呈, 刘鑫, 杨昊宁, 刘立, 魏步云, 赵洪新. 深海出芽短梗霉（Aureobasidium sp. 3A00493）菌株特征与胞外多糖特性分析[J]. 生物技术通报, 2021, 37(12): 71-81.

[10] 田鹤, 税光厚. 基于质谱技术的代谢组学分析方法研究进展[J]. 生物技术通报, 2021, 37(1): 24-32.

[11] 殷志斌, 黄文洁, 伍欣宙, 晏石娟. 空间分辨代谢组学进展和挑战[J]. 生物技术通报, 2021, 37(1): 32-51.

[12] 黄小丹, 陈梦雨, 黄文洁, 张名位, 晏石娟. 基于代谢组学的植物多酚及其肠道健康效应研究进展[J]. 生物技术通报, 2021, 37(1): 123-136.

[13] 李锐, 孙祖莉, 杨贤庆, 李来好, 魏涯, 岑剑伟, 王晶, 赵永强. 代谢组学在水产品品质与安全中的研究进展[J]. 生物技术通报, 2020, 36(11): 155-163.

[14] 兰青阔, 赵新, 沈晓玲, 魏静娜, 刘双, 陈锐, 檀建新, 王永. 基于代谢组学的转基因水稻生物安全评价方法研究[J]. 生物技术通报, 2020, 36(11): 222-229.

[15] 赖博文, 刘玢, 梁永康. 基于高分辨质谱的非靶向代谢组学在食品造假鉴定中的研究进展[J]. 生物技术通报, 2019, 35(2): 192-197.

编辑推荐

Metrics

阅读次数

全文

摘要

本文评价

摘要

参考文献

相关文章

编辑推荐

Metrics

本文评价

回顶部

聚苹果酸生产菌株出芽短梗霉菌代谢组学样品前处理方法的优化

Optimization of Sample Pretreatment Method for Metabolomics Studies of Aureobasidium pullulans Producing Polymalic Acid

PDF (PC)

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

参考文献

相关文章 15

编辑推荐

Metrics

本文评价

[1]	周嫒婷, 彭睿琦, 王芳, 伍建榕, 马焕成. 生防菌株DZY6715在不同生长期的代谢差异分析[J]. 生物技术通报, 2023, 39(9): 225-235.
[2]	韩华蕊, 杨宇琭, 门艺涵, 韩尚玲, 韩渊怀, 霍轶琼, 侯思宇. 基于代谢组学研究谷子SiYABBYs参与花发育过程中鼠李糖苷的生物合成[J]. 生物技术通报, 2023, 39(6): 189-198.
[3]	徐扬, 丁红, 张冠初, 郭庆, 张智猛, 戴良香. 盐胁迫下花生种子萌发期代谢组学分析[J]. 生物技术通报, 2023, 39(1): 199-213.
[4]	古丽加马力·艾萨, 邢军, 李安, 张瑞. 开菲尔粒中微生物对苯并（α）芘的非靶向代谢组学分析[J]. 生物技术通报, 2022, 38(5): 123-135.
[5]	杨玉萍, 张霞, 王翀翀, 王晓艳. 不同年龄大鼠尿液代谢组学研究[J]. 生物技术通报, 2022, 38(2): 166-172.
[6]	吴玉苹, 周勇, 蒲娟, 李会, 章金刚, 朱艳平. 代谢组学在肿瘤药物靶点筛选中的应用进展[J]. 生物技术通报, 2022, 38(1): 311-318.
[7]	张凤, 陈伟. 代谢组学在植物逆境生物学中的研究进展[J]. 生物技术通报, 2021, 37(8): 1-11.
[8]	陈倩, 张露源, 陈伯昌, 吴海燕. 大豆孢囊线虫生防菌株Myrothecium verrucaria ZW-2发酵条件优化及活性物质分析[J]. 生物技术通报, 2021, 37(7): 127-136.
[9]	潘镜宇, 陈佳乐, 钱玙呈, 刘鑫, 杨昊宁, 刘立, 魏步云, 赵洪新. 深海出芽短梗霉（Aureobasidium sp. 3A00493）菌株特征与胞外多糖特性分析[J]. 生物技术通报, 2021, 37(12): 71-81.
[10]	田鹤, 税光厚. 基于质谱技术的代谢组学分析方法研究进展[J]. 生物技术通报, 2021, 37(1): 24-32.
[11]	殷志斌, 黄文洁, 伍欣宙, 晏石娟. 空间分辨代谢组学进展和挑战[J]. 生物技术通报, 2021, 37(1): 32-51.
[12]	黄小丹, 陈梦雨, 黄文洁, 张名位, 晏石娟. 基于代谢组学的植物多酚及其肠道健康效应研究进展[J]. 生物技术通报, 2021, 37(1): 123-136.
[13]	李锐, 孙祖莉, 杨贤庆, 李来好, 魏涯, 岑剑伟, 王晶, 赵永强. 代谢组学在水产品品质与安全中的研究进展[J]. 生物技术通报, 2020, 36(11): 155-163.
[14]	兰青阔, 赵新, 沈晓玲, 魏静娜, 刘双, 陈锐, 檀建新, 王永. 基于代谢组学的转基因水稻生物安全评价方法研究[J]. 生物技术通报, 2020, 36(11): 222-229.
[15]	赖博文, 刘玢, 梁永康. 基于高分辨质谱的非靶向代谢组学在食品造假鉴定中的研究进展[J]. 生物技术通报, 2019, 35(2): 192-197.