代謝物組學

代謝物組學是對特定細胞過程遺留下的特殊化學指紋的系統研究，更具體地說，是對小分子代謝物組的整體研究。代謝物組定義為在一個生物體內所有的代謝物的集合，而這些代謝物是此生物體基因表達的終產物。因此，當信使RNA基因的表達數據和蛋白質組學的分析無法描述細胞體內的所有生理活動的時候，對代謝物組的表徵是個非常重要的補充，我們可以用來它對細胞的生理活動實現一個瞬時快照。

代謝物通常指在生命體內實現代謝過程的小分子有機化合物。一級代謝物直接參與細胞的正常生長、發展和繁殖。二級代謝物不直接參與這些過程，但是通常具備重要的生態功能，比如說抗生素和色素。代謝物組是一個生命體內所有代謝物的總和，其整體構成一張巨大的代謝反應網路：一個酶化學反應的產物往往是另一個反應的反應物。這些反應系統可以用超循環系統來描述。

核磁共振波譜和質譜兩大分析技術是用於表徵代謝物最主要的手段，它們也通常和色譜聯用以提高靈敏度和準確度。

核磁共振波譜技術 (Nuclear magnetic resonance spectroscopy)迄今為止，核磁共振波譜技術在代謝物組學得到了非常廣泛的應用，其顯著優勢是可以一次觀測到多種代謝物，並且重現性好、無破壞性、測量時間短。生物樣品可用液相核磁（尿液和血液）和固相核磁（組織）來測量。一維氫譜核磁共振用於快速地測量大量生物樣品的代謝組譜，二維核磁技術則通常用來進一步地確定對代謝化合物的鑒定。

質譜技術是一種相當成熟的分析化學技術，可以用來測量樣品或者分子的元素組成、闡明分子的化學結構，比如說表徵多肽以及其他化合物。質譜的基本原理是：首先代測化合物被離子化成帶電分子或者分子碎片，然後這些帶電子的荷質比被直接測量用以關聯原始化合物的元素成分和化合物結構。在當今時代分析實驗室里，質譜技術的使用非常普遍，用於研究各種各樣化合物的物理、化學以及生物的性能。質譜技術早在上個世紀七八十年代就用於測量生物體的目標代謝物。質譜技術的最大優勢在於高靈敏度，測量範圍寬廣，可以與色譜技術（包括氣相色譜和液相色譜）有機聯用，近年來成為代謝物組學領域一個主要的研究工具。

與基因組學和蛋白質組學相比，代謝組學的研究側重於相關特定組分的共性，最終是要涉及研究每一個代謝組分的共性、特性和規律，目前據此目標相距甚遠。儘管充滿了挑戰，研究人員仍然堅信，與基因組學和蛋白質組學相比，代謝組學與生理學的聯繫更加緊密。疾病導致機體病理生理過程變化，最終引起代謝產物發生相應的改變，通過對某些代謝產物進行分析，並與正常人的代謝產物比較，尋找疾病的生物標記物，將提供一種較好的疾病診斷方法。