成像质谱在微生物代谢产物研究中的应用
2014-06-13徐玉泉
生物技术进展 2014年3期
徐玉泉
中国农业科学院生物技术研究所,北京100081
微生物合成的代谢产物结构和功能多样,广泛应用于医药和农业生产领域。另一方面,这些代谢产物对于微生物自身的生长、发育以及对环境中其他相邻微生物也会产生重要的影响。在微生物群落中,微生物通过代谢产物的交换来彼此适应和彼此竞争,只有系统化全面地监测微生物产生的各种代谢产物,如聚酮、非核糖体多肽和脂肪酸等,才有可能了解微生物代谢产物的本质[1]。对于微生物代谢产物的研究通常采用活性跟踪的方法,即通过从土壤、植物、海洋或极端环境样品中分离环境微生物,在实验室条件下发酵培养微生物,最后确定从培养物中分离得到的代谢产物的结构和生物活性。该方法和微生物产生这些代谢物的环境割裂开来,无法系统化多角度地了解微生物在菌落水平上产生这些代谢物的全部信息,而且很难针对那些含量少且不稳定的微生物生物活性物质进行研究[2]。事实上,在微生物相互作用中,往往不只是单个代谢物参与化学交流。在微生物的基因组中,含有大量的基因与合成代谢产物相关,这些代谢物分子常常参与微生物之间的代谢交流,进而影响或控制微生物种内和种间代谢物的合成、表型的变化以及发育分化等生物进程[3,4]。可见,一种微生物能够产生多种活性化合物,这些化合物都有可能改变自身和相邻微生物的生理特点。针对复杂的微生物代谢研究,成像质谱技术显示出较强的应用优势。……
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