ACIE｜化学代谢组学

摘要人类代谢研究旨在阐释疾病发生机制、研发新型选择性药物并建立疾病早期诊断方法。代谢组学作为交叉学科主要依托质谱技术对复杂代谢物谱进行全面解析。近20年来用于精细代谢研究的化学生物学工具快速发展推动了代谢组学分析升级其中人类微生物组的发现及其生理功能的阐释是核心驱动力。这类融合化学与生物学的新型工具助力发掘了人类体内此前未知的代谢物并逐步解析了微生物群落产生的代谢物质。化学生物学工具与代谢组学技术相结合构建了化学代谢组学研究的基础推动发现了调控疾病发生、维持人体稳态的关键代谢物。本文综述化学生物学工具与技术的最新进展重点围绕化学选择性探针、活体分析、宿主-微生物共代谢、活性代谢组学等方法从分子层面阐释人类代谢机制。Daniel.globischkemi.uu.se#化学生物学 #化学选择性 #共代谢 #代谢组学 #微生物组代谢研究的化学生物学工具标准衍生化试剂图1代谢物选择性标记的标准衍生化试剂精选反应位点以红色标注CCR4-羰基氯罗丹明DAPB(3-二甲氨基苯基) 二羟基硼烷DIPP-L-Ala-NHSN-二异丙基磷酰-L-丙氨酸N-羟基琥珀酰亚胺酯DMBA4-二甲氨基苯甲酸DMEDN,N-二甲基乙二胺DmPA对二甲氨基苯甲酰溴DMPI2-(重氮甲基) 苯基 (9-甲基-1,3,4,9-四氢-2H-吡啶并[3,4-b]吲哚-2-基) 甲酮DNPH2,4-二硝基苯肼Dns-Cl丹磺酰氯Dns-Hz丹磺酰肼MASH10-甲基吖啶酮-2-磺酰肼QDE季铵盐型α-碘代乙酰胺。化学选择性探针图2化学选择性探针相关示意图(a) 化学选择性探针通用结构示意固相载体黑色、切割位点黄色、连接臂绿色、反应位点蓝色(b) 基于化学选择性探针的代谢物衍生化通用流程(c) 已报道化学选择性探针的分子结构及反应位点通用示意CILAT可裂解等压标记亲和标签FPG四氧化三铁-聚合物-胱胺-甘氨酸FSP四氧化三铁-二氧化硅-聚合物GDBE吉拉德衍生化富集法HPMP酰肼封端聚脲修饰磁性颗粒METPR标记与蛋白水解释放代谢物富集技术MMCPT化学选择性探针结合 TMT 标记多重代谢组学Noc对硝基肉桂氧羰基PMMP聚合物磁性微粒PMP聚硫酯磁性纳米探针quant-SCHEMA高灵敏度化学选择性代谢组学定量分析。图3化学选择性探针中适配各类代谢物官能团质谱分析的反应位点汇总活体分析用化学生物学工具图4活体分析相关示意图(a) 秀丽隐杆线虫活体分析(b) 深度富集解析代谢DIMEN技术流程示意微生物组与生物活性代谢物宿主-微生物共代谢图5宿主-微生物共代谢研究的化学生物学工具(a) 稳定同位素分辨代谢组学SIRM(b) 活性基于蛋白谱分析ABPP采用胆汁酸衍生共价探针(c) 生物正交前体代谢物酯笼蔽、叠氮标记型探针(d) 微生物源芳香族代谢物的宿主II相修饰硫酸化、谷氨酰胺结合活性代谢组学图6微生物组驱动的生物活性代谢物发现流程详细总结思维导图mindmap化学衍生化策略参考Angew Chem Int Ed Engl. 2026 Apr 9:e26122. doi: 10.1002/anie.202526122.Chemical Metabolomics: Chemical Biology Tools for Advanced Metabolism Investigations260409ChemMetab.pdf注AI辅助创作如有错误欢迎指出。内容仅供参考不构成任何建议。