代谢组学

你造吗?代谢组学研究牛人都在这么玩儿

代谢组学研究最大的挑战就在于对代谢产物的识别,这也是最有趣的方面,而更具挑战性的工作,是进一步确认所有代谢物的功能。与基因组学和蛋白质组学相比,代谢组学与生理学的联系更加紧密。疾病导致机体病理生理过程变化,最终引起代谢产物发生相应的改变,通过对某些代谢产物进行分析,并与正常人的代谢产物比较,寻找疾病的生物标记物,将提供一种较好的疾病诊断方法。代谢组学研究必将成为人类更高效、准确地诊断疾病的一种有力手段。为了实现这一研究目标,中国科学院大连化学物理研究所与大连达硕信息技术有限公司一直致力于代谢产物鉴定软件的开发,并于2016年5月顺利发布了代谢物鉴定分析系统——OSI/SMMS代谢组学小分子化合物快速鉴定系统。

目前,该软件已经全面开放订购,同时我们也欢迎大家下载软件进行试用(下载地址请参见文末)。

 

主要特色与功能OSI/SMMS

完备的代谢标准化合物数据库

本软件自建的主标准化合物数据库包含近2,000个不同代谢物的完整信息,采用AB SCIEX 5600 以SOP方法,同时在正、负二个电离模式,以及高、中、低三个不同检测电压下分析, 获得高分辨一级和二级质谱,以及保留时间信息。数据信息全面,结果准确可靠。

集成主流网络数据库

目前对未知质谱特征的定性鉴定,大多需从网络数据库库中逐一搜集信息,再将信息进行汇总与比对,过程非常繁琐。为实现代谢物快速准确的定性分析,本软件集成HMDB、Metlin、LIPIDMAPS以及MMCD等常用网络数据库,可有效节约分析时间,方便用户同时从多个网络库中快速获取定性信息。同时,软件中将主标准化合物数据库与网络数据库进行有效关联与整合,用户只需要将峰表数据导入到系统中,选择合适的数据库和算法条件,便可快速得到准确的定性分析结果。

多层次定性分析

用户在定性分析过程中,可优选主标准自建数据库,该数据库信息丰富,分析准确可靠;若在该数据库中未能得到定性分析结果,则可在4个网络数据库中批量搜索,同时得到所有数据库的对比结果;用户亦可利用自己或他人构建的扩展数据库,这些数据库是过往研究中的定性分析结果,实现定性结果与经验的传递与分享;甚至在上述数据库中都无法得到满意定性结果时,实验特征数据库中亦对未准确定性的化合物信息完整记录,对未来的研究也是十分有帮助的,用户可与过往的实验结果进行对比分析,结果统计分析。

除上述自建标准化合物数据外,系统集成HMDB、Metlin、LIPID MAPS以及MMCD网络数据库,用户可在系统直接批量搜索这些数据库,实现与自建数据库分析结果的比较融合与定性结果相互补充、扩展。在此基础上,用户可实现自建标准化合物数据库、网络数据库、扩展数据库,以及未知物数据库的综合定性分析,并可在不同数据库所得到的结果间相互比较分析,以获得最可靠的鉴定结果。

先进的定性匹配算法

实因多级小分子代谢物信息的复杂性,对其进行定性分析时,需要根据实验条件,综合考虑多重因素,选择保留时间(tR),一级质谱(MS1)与二级质谱(MS2)信息中的一项或多项作为定性匹配分析的依据,以获得代谢物鉴定分析结果。针对这种情况,软件设计了多种先进的定性匹配算法,用户可根据数据的实际情况进行优选,亦可调整算法参数设置,筛选定性分析结果,实现不同数据情形下的代谢物鉴定。

定性经验的传递

基于LC-MSn分析的化合物鉴定,经验性极强,以往在完成定性分析后,研究者本人或者其他人员均无法再有效利用这些已经完成的定性分析结果或者经验,浪费宝贵成果。定性分析极大依赖经验的积累,因此如何让前人的定性经验或积累为后人所用,是亟需解决的问题。在本软件中,用户可以自建扩展化合物数据库,将已经准确定性的物质添加到共享数据库中(服务器端),丰富其他研究人员的未知物定性数据,提高定性分析的可能性,实现经验、信息的共享,达到高水平良性循环。

丰富的数据库功能

本软件包括多种不同类型的数据库,并建立了数据库间的有效联系, 以满足小分子化合物定性分析的需要。

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完备的多层次数据库体系:

本软件包含有多个类别的数据库,既有自建、信息完整的主标准化合物数据库,4大主流的代谢物定性网络数据库,用户自建的扩展化合物数据库,以及包括实验样本特征的实验信息数据库,记录多种实验条件,内标化合物,以及等正、负电离模式下的加合物等等。 在基础上建立数据库间的关联关系,全面满足了小分子代谢物的定性分析需求。

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全面的中性丢失查询:

中性丢失可挖掘质谱特征间的关联关系, 有效辅助定性分析。本软件中提供了详尽的中性丢失查询列表,用户根据需要从数据库中获取中性丢失信息,或者指定的中性丢失特征,为定性分析提供有效参考。

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建立实验、样本与代谢特征的关联关系:

软件实验特征数据库完整记录样本信息,包括样本类型,色谱与质谱仪器,以及实验分析条件等,可以通过实验信息查询该条件下的样本及代谢物信息,样本中的代谢特征,以及代谢特征在不同样本中的。

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高效的数据管理方式:

不同数据库中均包含海量质谱特征,尤其是随着系统的不断使用,数据库中所记录的信息亦快速增长。本软件通过对数据进行集中控制管理方式,并采用高效的算法,实现快速数据的增、删、改、查等,亦支持数据记录的快速导入导出,以及上传下载。软件的信息查询与检索体验优秀。

5

可视化:

将代谢特征通过图表等方式进行直观展示, 方便用户清晰了解数据间的关联关系。

 







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