Lipidomics

ABSTRACT

While analysis of the genome or proteome can be predictive of the fate of an organism, its metabolome is informative of the outcome of events on an organism. The metabolome can thus be regarded as closer to the actual phenotype than either the genome or proteome. Lipids represent a major component of the metabolome and their hydrophobic and amphipathic nature dictates their separate analysis from more water- soluble metabolites; hence, the discipline of lipidomics has emerged. In this short chapter, we will highlight the different strategies in lipidomics which have now reached maturity, i.e., shotgun and chromatography-based mass spectrometry approaches. We will discuss some of the newer technologies coming to the forefront e.g., the use of derivatization chemistry, and comment on exciting developments now being made in the lipidomic feld, e.g., surface analysis and lipid imaging. Finally, we will comment on some of the dangers  encountered using an “omics” approach in biochemical analysis.

INTRODUCTION

Lipidomics can be defned as the quantitative identifcation of all lipids in an organism, tissue, fluid, or cell type. Lipids themselves are defned as hydrophobic or amphipathic small molecules that may originate entirely or in part by carbanion-based condensations of thioesters (e.g., fatty acyls) and/or by carbocation-based condensations of isoprene units (e.g., prenols, sterols) . An older less exact defnition of lipids, often found in general biochemistry texts, is naturally occurring compounds readily soluble in organic solvents. Lipids represent a major part of the metabolome ; however, the insolubility of many lipids in aqueous solutions dictates their separate analysis from the more water-soluble components of the metabolome. Although nuclear magnetic resonance (NMR) has been used wildly in metabolomic studies , mass spectrometry (MS) is the dominant technology in lipidomics. Historically, gas chromatography (GC)–MS was a major tool for lipid profling studies , but today this technology has been overtaken by the interfacing of desorption ionization techniques of  atmospheric pressure ionization (API) and matrix-assisted laser desorption/ionization (MALDI) with MS. API, usually electrospray ionization (ESI) or atmospheric pressure chemical ionization (APCI), is often linked to a liquid chromatography (LC) system providing separation prior to MS analysis. MALDI is mostly performed under vacuum and is not usually linked to LC separation, although MALDI can be performed from thin-layer chromatography (TLC) plates. MALDI –MS imaging (MSI) is becoming an ever more adopted technology in lipidomics providing spatial information to lipid classes in tissues.

چکیده

در حالی که تجزیه و تحلیل از ژنوم یا پروتئوم می تواند پیش بینی از سرنوشت یک موجود زنده، متابولوم آن است که از نتایج حوادث در یک ارگانیسم اطلاع رسانی است. بنابراین متابولیسم می تواند به فنوتیپ واقعی نزدیک تر از ژنوم یا پروتئوم نزدیک شود. لیپید ها جزء اصلی متابولوم هستند و طبیعت هیدروفوب و آمفیفاتیک آنها تجزیه جداگانه آنها را از متابولیت های محلول در آب می دهد؛ از این رو، رشته ی لیپیدمیکا ظهور کرده است. در این فصل کوتاه، ما استراتژی های مختلفی را در لیپیدمیک هایی که در حال حاضر به بلوغ رسیده اند، خواهیم پرداخت، به عنوان مثال، تفنگ ساچمهای و روش اسپکترومتری جرمی بر پایه کروماتوگرافی. ما در مورد بعضی از فن آوری های جدیدتر که در پیش رو قرار دارند بحث خواهیم کرد، از جمله استفاده از شیمی مشتقات شیمیایی، و در مورد پیشرفت های هیجان انگیز که در حال حاضر در فلوید لیپیدومی انجام می شود، مانند تجزیه و تحلیل سطح و تصویر برداری لیپید بحث می کنیم. در نهایت، ما در مورد برخی از خطراتی که با استفاده از روش “omics” در تجزیه و تحلیل بیوشیمیایی مواجه می شوند، اظهار نظر خواهیم کرد.

مقدمه

Lipidomics را می توان به عنوان شناسایی کمی از تمام چربی ها در یک ارگانیسم، بافت، fl uid یا نوع سلول تعریف شده است. خود لیپید ها به عنوان مولکول های کوچک مولکولی هیدروفوبیک یا آمفیفاتیک تعریف می شوند که ممکن است به طور کامل یا به طور جزئی از طریق تراست های متشکل از کاربنیون تیزی استرها (مانند آکیل های چرب) و یا تراکم های مبتنی بر کاربوکویون واحدهای ایزوپرن (به عنوان مثال، prenols، استرول ها) آغاز شود. تعریف دقیق تر چربی های قدیمی که اغلب در متون بیوشیمی عمومی یافت می شود، ترکیبات طبیعی هستند که به راحتی در حلال های آلی قابل حل هستند. لیپید ها بخش عمده ای از متابولوم را تشکیل می دهند؛ با این حال، غیر قابل حل بودن بسیاری از چربی ها در محلول های آبی تجزیه جداگانه آنها را از اجزای محلول در آب متابولیک می دهد. اگر چه رزونانس مغناطیسی هسته (NMR) به طور گسترده در مطالعات متابولومیک مورد استفاده قرار گرفته است، طیف سنجی جرمی (MS) فن آوری غالب در لیپیدمیک است. از لحاظ تاریخی، کروماتوگرافی گاز (GC) -MS ابزار مهمی برای مطالعات لیپید غربالگری بود، اما امروزه این تکنولوژی با استفاده از تکنیک های یونیزاسیون جاذب یونیزاسیون جو (API) و دوز جذب / یونیزاسیون لیزر ماتریس (MALDI) با MS. API، معمولا الکترو اسپری یونیزاسیون (ESI) یا یونیزاسیون شیمیایی فشار اتمسفری (APCI)، اغلب با یک سیستم کروماتوگرافی مایع (LC) که قبل از تجزیه و تحلیل MS تجزیه می شود جدا شده است. MALDI عمدتا تحت خلاء انجام می شود و معمولا با جدایی LC ارتباط ندارد، اگر چه MALDI را می توان از صفحات کروماتوگرافی نازک (TLC) انجام داد. تصویربرداری MALDI -MS (MSI) در حال تبدیل شدن به فن آوری همیشه در حال پذیرش در لیپیدومیک است که اطلاعات مکانی را به کلاس های چربی در بافت ارائه می دهد.

Year: 2016

Publisher: SPRINGER

By :  Paul Wood

File Information: English Language/ 248 Page / size: 6.05 MB

Download tutorial

سال : 1395

ناشر : SPRINGER

کاری از : پل وود

اطلاعات فایل : زبان انگلیسی / 248 صفحه / حجم : MB 6.05

لینک دانلود