METHODEN: METABOLIETEN EN LIPIDEN
Metaboliet = elk organisch molecule in het lichaam met een MW < 1500 Da = peptiden,
oligonucleotiden, suikersn nucleosiden, organische zuren, ketonen, aldehyden, amines, AZ, lipiden,
steroïden, xenobiotica stoffen die van buiten af komen). Dit zijn >200 000 verschillende moleculen.
Σ = metaboloom.
Metabolieten hebben verschilolende belangrijke functies:
- Bouwstoffen voor macromoelculen
- Brandstof voor energievoorziening
- Signaaltransductie
Belangrijk voor communicatie:
- Metabolisme interageert alle niveaus van cellualire regulatie + omgevingsfactoren →
metaboloom is read-out van functioneren van een cel/organisme
- Verandering/verschil in metaboloom wordt geassocieerd met vele complexe aandoeningen:
kanker, obesitas, diabetes…
o Metabolic signatures van ziektetoestanden → diagnose
o Interventie mogelijk via dieet
o Snelle analyse van therapierespons
Probleem → heel erg heterogene groep van moleculen!!!
Specifieke testen van individuele metabolieten
= traditionele metabolietenanalyse. Vereist vaak specifieke opzuivering, optimalisering van
scheidingscondities, soms arbeidsintensief. Voorbeelden: RIA, HPLC, GC, CE, MS.
Vaak gaat men een enzymatische reactie koppelen aan een kleurreactie. Voorbeeld bij diabetes met
een glucose test.
Metabolomics
Metabolomics = alles omvattende en simultane analyse van
metabolieten in een biologisch systeem. Om zo veel mogelijk van
die metaboliten tegelijk te bestuderen → inviezen of wassen met
een koude vloeistof → quencing: zo gaan de metabole reacteis
stilgelegd worden. vorm van extractie met ethanol zodat de
eiwitten precipiteren. De vetoplosbare metabolieten met
chloroform.
Metabobomics = kwantitiatieve analyse van een metabole respons op een stimulus.
1
, NMR-spectroscopie MS
Gebasseerd op chemical shift van chemische Gebasseerd op massa en lading van moleculen
structuren na radiogolf-excitatie in sterk MS/MS (fragmentatie) of Orbitrap (hoge massa
magnetisch veld resolutie)
Kwantitatief (geen onderlinge interferentie Minder kwantitatief (verschil ionisatie,
interferentie) wel vergelijking tussen stalen
Geen scheiding nodig Scheiding vooraf via GC, HPLC, CE…
Niet erg gevoelig (alleen abundante Heel erg gevoelig (minder abundante
metabolieten +- 300) metabolieten >3000)
Targeted of untargeted (identificatie probleem)
Via NMR
Protonen zijn kleine magenten met 2 mogelijke oriëntiaties. (spin up of down). Deze kunnen
switchen door een radio-golf op de protonen te brengen. Welke energie of welke golflengte nodig is
hangt af van de elekrtonenconfiguratie rond de kern. De golflengte ga je meten en dat zegt dan iets
over de afscherming van de kern door de elektronen en dus ook over de structuur van het atoom.
Dit is kwantiatief, geen scheiding nodig. Veel materiaal nodig want niet echt gevoelig, enkel de
meest abundante metabolieten kunnen zo bekeken worden. Zoals men hier kan zien: 3 chemische
shifts ten opzichte van TMS. Sterkte van magneten zijn verschillend in labo’s → daarom TMS als 0.
De verschillen in golflengte is in MHz (parts per million).
Weinig voorbereiding nodig – typisch 200-tal abundante moleculen.
Via MS
Vaak fragmentatie of een toestel met hele grote massa resolutie. Moleculen en ionen gaan cirkels
dragen. Radio-golven rond draaien → fourier transformatie om zo de massa te kunnen bepalen. Heel
goevoelig. Hiermee kan men dus naar veel minder abundante moleculen kijken. Men kan naar
1000den moelculen kijken. Minder kwantitatief doordat de ionisatie van het ene molecule invloed
heeft op dat van andere.
Ingewikkelder dan NMR. Staal – quencing. De metabole paden moeten stilgelegd worden.
Untargetted: men wilt zo veel mogelijk meten en bekijken → ontdekken welke stoffen er zijn.
Targetted enkel naar bepaalde moleculen kijken en op een zo kwantitatief mogelijke manier
2
Metaboliet = elk organisch molecule in het lichaam met een MW < 1500 Da = peptiden,
oligonucleotiden, suikersn nucleosiden, organische zuren, ketonen, aldehyden, amines, AZ, lipiden,
steroïden, xenobiotica stoffen die van buiten af komen). Dit zijn >200 000 verschillende moleculen.
Σ = metaboloom.
Metabolieten hebben verschilolende belangrijke functies:
- Bouwstoffen voor macromoelculen
- Brandstof voor energievoorziening
- Signaaltransductie
Belangrijk voor communicatie:
- Metabolisme interageert alle niveaus van cellualire regulatie + omgevingsfactoren →
metaboloom is read-out van functioneren van een cel/organisme
- Verandering/verschil in metaboloom wordt geassocieerd met vele complexe aandoeningen:
kanker, obesitas, diabetes…
o Metabolic signatures van ziektetoestanden → diagnose
o Interventie mogelijk via dieet
o Snelle analyse van therapierespons
Probleem → heel erg heterogene groep van moleculen!!!
Specifieke testen van individuele metabolieten
= traditionele metabolietenanalyse. Vereist vaak specifieke opzuivering, optimalisering van
scheidingscondities, soms arbeidsintensief. Voorbeelden: RIA, HPLC, GC, CE, MS.
Vaak gaat men een enzymatische reactie koppelen aan een kleurreactie. Voorbeeld bij diabetes met
een glucose test.
Metabolomics
Metabolomics = alles omvattende en simultane analyse van
metabolieten in een biologisch systeem. Om zo veel mogelijk van
die metaboliten tegelijk te bestuderen → inviezen of wassen met
een koude vloeistof → quencing: zo gaan de metabole reacteis
stilgelegd worden. vorm van extractie met ethanol zodat de
eiwitten precipiteren. De vetoplosbare metabolieten met
chloroform.
Metabobomics = kwantitiatieve analyse van een metabole respons op een stimulus.
1
, NMR-spectroscopie MS
Gebasseerd op chemical shift van chemische Gebasseerd op massa en lading van moleculen
structuren na radiogolf-excitatie in sterk MS/MS (fragmentatie) of Orbitrap (hoge massa
magnetisch veld resolutie)
Kwantitatief (geen onderlinge interferentie Minder kwantitatief (verschil ionisatie,
interferentie) wel vergelijking tussen stalen
Geen scheiding nodig Scheiding vooraf via GC, HPLC, CE…
Niet erg gevoelig (alleen abundante Heel erg gevoelig (minder abundante
metabolieten +- 300) metabolieten >3000)
Targeted of untargeted (identificatie probleem)
Via NMR
Protonen zijn kleine magenten met 2 mogelijke oriëntiaties. (spin up of down). Deze kunnen
switchen door een radio-golf op de protonen te brengen. Welke energie of welke golflengte nodig is
hangt af van de elekrtonenconfiguratie rond de kern. De golflengte ga je meten en dat zegt dan iets
over de afscherming van de kern door de elektronen en dus ook over de structuur van het atoom.
Dit is kwantiatief, geen scheiding nodig. Veel materiaal nodig want niet echt gevoelig, enkel de
meest abundante metabolieten kunnen zo bekeken worden. Zoals men hier kan zien: 3 chemische
shifts ten opzichte van TMS. Sterkte van magneten zijn verschillend in labo’s → daarom TMS als 0.
De verschillen in golflengte is in MHz (parts per million).
Weinig voorbereiding nodig – typisch 200-tal abundante moleculen.
Via MS
Vaak fragmentatie of een toestel met hele grote massa resolutie. Moleculen en ionen gaan cirkels
dragen. Radio-golven rond draaien → fourier transformatie om zo de massa te kunnen bepalen. Heel
goevoelig. Hiermee kan men dus naar veel minder abundante moleculen kijken. Men kan naar
1000den moelculen kijken. Minder kwantitatief doordat de ionisatie van het ene molecule invloed
heeft op dat van andere.
Ingewikkelder dan NMR. Staal – quencing. De metabole paden moeten stilgelegd worden.
Untargetted: men wilt zo veel mogelijk meten en bekijken → ontdekken welke stoffen er zijn.
Targetted enkel naar bepaalde moleculen kijken en op een zo kwantitatief mogelijke manier
2
