全球首發(fā)｜糖基化修飾代謝組學(xué)重磅上市，搶占研究先機，沖擊高分文章
搶占研究先機，沖擊高分文章
生物分子的內(nèi)源性修飾在生物體中廣泛存在，可以調(diào)節(jié)一系列生物過程，并且在系統(tǒng)生物學(xué)領(lǐng)域得到了廣泛研究。這些修飾包括糖基化和酰基化等，不僅發(fā)生在大分子如蛋白質(zhì)上，也發(fā)生在小分子代謝物上。
2013年，Science發(fā)布的Biosynthesis of Antinutritional Alkaloids in Solanaceous Crops Is Mediated by Clustered Genes文章中展示了從膽固醇到番茄堿的生物合成途徑，在未成熟的綠色番茄果實中，膽固醇作為前體代謝物，通過一系列包括羥基化、氧化和轉(zhuǎn)氨在內(nèi)的修飾合成番茄堿tomatidine；然后，番茄堿經(jīng)過四次糖基化形成有毒物質(zhì)α-番茄堿(α-tomatine），保護果實免受捕食（見下圖）。
圖1. 茄科植物中膽固醇合成α-番茄堿的代謝途徑
2020年，nature genetics發(fā)表了一篇名為Analysis of wild tomato introgression lines elucidates the genetic basis of transcriptome and metabolome variation underlying fruit traits and pathogen response的研究，通過多組學(xué)技術(shù)研究了果實成熟過程中甾體糖苷生物堿的變化，文章中提到隨著果實成熟，α-番茄堿(α-tomatine)進一步酰化和糖基化形成無毒、無苦味的物質(zhì)Esculeoside A，改善了番茄的營養(yǎng)和風(fēng)味質(zhì)量。
圖2.成熟番茄中甾體糖苷生物堿的變化
通過以上的例子我們可以知道修飾可以改變代謝物的極性、溶解度、結(jié)構(gòu)、生物活性、揮發(fā)性、毒性和細胞定位，且在細菌、真菌、植物、動物及人類的代謝與信號傳導(dǎo)過程中，對其調(diào)控及動態(tài)變化發(fā)揮著關(guān)鍵作用。
然而在PUBMED中使用修飾代謝組相關(guān)關(guān)鍵詞檢索可以發(fā)現(xiàn)，相關(guān)的文獻還不多，屬于一片待探索的研究”藍海“。糖基化修飾代謝作為其中非常有意義的研究領(lǐng)域，已經(jīng)有多篇高水平的先鋒研究（Wu et al, 2022；Szymański? et al, 2020；Itkin et al, 2013），為此百趣生物開發(fā)了糖基化修飾代謝組學(xué)的產(chǎn)品，用于生物樣本中糖基化修飾代謝物的可重復(fù)、大規(guī)模發(fā)現(xiàn)和注釋。糖基化修飾代謝組學(xué)開啟了一個新的系統(tǒng)生物學(xué)的視角，為研究細胞、植物、器官、微生物群的系統(tǒng)生物學(xué)提供了一個新的內(nèi)源性代謝物修飾視角。
糖基化修飾的作用
糖基化是各種生物過程中發(fā)生的主要修飾反應(yīng)之一，百趣生物開發(fā)的糖基化修飾代謝組學(xué)包含21種代謝物糖基化修飾方式，包含不同種類的糖基化修飾：
糖基化修飾類型
實測結(jié)果
應(yīng)用方向
篩選生物標志物
探究生理病理機制
考察生長發(fā)育機制
分析次級代謝調(diào)控
參考文獻
Biosynthesis of Antinutritional Alkaloids in Solanaceous Crops Is Mediated by Clustered Genes
Analysis of wild tomato introgression lines elucidates the genetic basis of transcriptome and metabolome variation underlying fruit traits and pathogen response
Glycoside-specific metabolomics combined with precursor isotopic labeling for characterizing plant glycosyltransferases
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