Methoden

In der Metabolomik kann keine einzelne Methode alle Metaboliten erfassen, da die Metaboliten in Bezug auf ihre chemische Struktur, Polarität, Konzentration und ihr Molekulargewicht sehr unterschiedlich sind. Metaboliten reichen von kleinen, flüchtigen Verbindungen bis hin zu großen, komplexen Molekülen, die jeweils unterschiedliche physikalische und chemische Eigenschaften aufweisen. Verschiedene Analysetechniken wie Massenspektrometrie (MS), Kernspinresonanzspektroskopie (NMR) und Flüssigchromatographie (LC) sind für bestimmte Arten von Metaboliten optimiert, haben aber ihre Grenzen beim Nachweis anderer. Daher ist eine Kombination von Methoden erforderlich, um ein umfassendes Stoffwechselprofil zu erstellen, das eine breite Abdeckung und genaue Quantifizierung des gesamten Metaboloms gewährleistet. 

Wir unterscheiden zwei Ansätze zur Erstellung von Profilen kleiner Moleküle in Extrakten aus biologischen Proben – gerichtete und ungerichtet.

Ähnlich wie in der Proteomik können in der Metabolomik Bottom-up-Techniken eingesetzt werden, bei denen die molekularen Ziele vor der Analyse bekannt sind. Um maximale Empfindlichkeit, Präzision und Selektivität für bestimmte Analyten zu gewährleisten, werden Geräte wie Chromatographen und Massenspektrometer optimiert. Dieser Ansatz wird als „gezielte“ Metabolomik bezeichnet, wenn er sich auf viele bekannte kleine Molekülsignale konzentriert. Der Vorteil dieser Methode besteht darin, dass die meisten anderen Signale, die in einer Probe nachgewiesen werden könnten, herausgefiltert werden und man sich auf die beabsichtigte Analyse konzentrieren kann. Der Nachteil ist jedoch, dass gezielte Methoden nur einen Teil des biologischen Gesamtbildes erfassen.

Ungezielte Ansätze sind dagegen fortgeschrittene Analysetechniken, die dazu dienen, ein umfassendes Profil der kleinen Moleküle in biologischen Proben zu erstellen, ohne dass die erwarteten Metaboliten vorher bekannt sind. Diese ungerichteten Methoden zielen darauf ab, zunächst alle möglichen Signale zu erkennen und dann später deren Art zu identifizieren. In der Massenspektrometrie werden bei Top-Down-Ansätzen in erster Linie sehr schnell scannende Geräte verwendet, typischerweise schnell scannende Flugzeit- (ToF) oder Quadrupol-Massenseparatoren für harte Ionisierung oder QToF MS/MS-Spektrometer für weiche Ionisierungstechniken wie Elektrospray-Ionisierung.

In Anbetracht der langen Geschichte der Metabolomforschung am IPB wurden im Laufe der Zeit zahlreiche Methoden entwickelt und verfeinert, und es besteht die Möglichkeit, dass in Zukunft je nach den spezifischen Projektanforderungen neue Techniken eingeführt werden. MetaCom ist für die Bewahrung und den Schutz dieses wertvollen Wissens verantwortlich und stellt sicher, dass diese etablierten Methoden zugänglich bleiben und auch zukünftige Forschungsvorhaben unterstützen können.

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Diese Seite wurde zuletzt am 30 Aug 2024 30 Aug 2024 30 Aug 2024 geändert.