摘要:
在动态代谢系统的背景下,研究了采样时间在生长条件下的影响,以评估在一般应用中单一采样时间可能足够到何种程度,以及是否可以获得有用的动力学信息。将野生型酵母菌株(W)与snf1Δ突变型酵母菌株(S)在高葡萄糖培养基(R)和含乙醇的低葡萄糖培养基(DR)中进行比较。在这些生长条件下,预计会激活利用不同碳源的不同代谢途径,因此预期与生长培养基中碳源相关的代谢物水平会发生变化。此外,Snf1蛋白激酶复合体是适应细胞代谢从发酵R条件到氧化DR条件所必需的,因此也预期W和S酵母菌株之间的胞内代谢物水平存在差异。在将一半细胞从R条件转移到DR条件后的四个时间点(0.5、2、4、6小时)收集细胞提取物,产生了16个样本类别(WR、WDR、SR、SDR)×(0.5、2、4、6小时)。实验设计提供了时间进程数据,因此除了碳源和菌株依赖性外,还可以监测时间依赖性。综合二维(2D)气相色谱与飞行时间质谱(GC×GC-TOFMS)结合基于发现的挖掘算法(《分析化学》2006,78,5068–5075(参考文献1);《色谱A》2008,1186,401–411(参考文献2))用于在2D色谱图中定位在16个样本类别之间提供化学选择性的区域(即代谢物)。这些区域通过平行因子分析进行数学解析,以正向鉴定代谢物并获取定量结果。利用这些工具,识别并定量了51种独特代谢物。这些数据中出现了各种时间进程模式,并利用主成分分析(PCA)作为比较工具来确定这51种代谢物之间的变异来源。通过使用数据的不同子集进行单独的PCA分析,研究了采样时间的影响。利用所有时间进程数据、平均时间进程数据以及每个独立时间点数据集分别进行了PCA分析,以辨别差异。对于当前研究中考察的酵母菌株,在4或6小时收集数据提供的信息与平均时间进程数据相当,尽管使用单一采样时间点时会缺失一些代谢物。