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采用 GC/Q-TOF 进行蓝藻固碳突变体代谢组学研究
2018/10/18 11:16
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方案摘要：
产品配置单：
Agilent GC 7890B 气相色谱仪
型号： 7890B
产地： 美国
品牌： 安捷伦
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认证翻新 7200 Q-TOF 气质联用系统
型号： 7200 翻新
产地： 美国
品牌： 安捷伦
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方案详情：
摘要
使用非靶向代谢组学评估蓝藻细长聚球蓝细菌模型的突变体，从而对可实现蓝藻更高效生长的可能表型变化进行鉴定。采用Agilent 7200 系列GC/Q-TOF 分析突变体，通过 Mass Profiler Professional 中的安捷伦通路结构软件分析代谢物谱的变化。本方法鉴定了多个代谢途径以及能够解释突变体改良表型的可能目标物。
前言
由于可用的化石燃料有限，而且排放的CO2 积累十分有害，因此人们对于工程菌生产可持续性替代燃料极为关注。蓝藻是一种光合二氧化碳固定微生物，因其具有以温室气体为碳源、以光为能源的功能而颇受青睐。
然而蓝藻的产量很低，限制了大规模工业生产，因此为了使以蓝藻为基础的生物燃料经济可行，必须提高细胞生长速率。之前的研究发现，碳固定是蓝藻生长的关键限制因素。过去，人们试图通过定向改变来提高固碳速率，但收效甚微。因此，定向进化方法可能有助于鉴定之前未考虑过的有益代谢变化。
本应用简报将介绍一项研究，旨在通过随机诱变和筛查 S. elongatus PCC7942 野生型蓝藻，获得更高效生长和固定CO2的突变体，从而克服蓝藻的生长限制。在精确质量高分辨7200 GC/Q-TOF 系统上采用非靶向代谢组学方法对生成的突变体进行进一步评估。采用包括Pathway Architect 在内的多个软件工具对得到的精确质量数数据进行处理，以便鉴定可能参与有益变化的代谢途径。本研究揭示了多个可能与蓝藻突变体改良特征有关的代谢途径。
结论
使用非靶向代谢组学方法鉴定了突变体的代谢组学变化，这些突变体具有对于包括生物燃料生产在内的多种应用非常有用的改良特征。Agilent 7200 GC/Q-TOF 可提供精确质量数信息，对于特定代谢物的鉴定和定量至关重要。多种软件工具，包括MassHunter定量分析中的未知物分析、主成分分析、倍数变化分析以及Mass Profiler Professional 中的Pathway Architect 等，对于鉴定与突变体改良特征相关的特定代谢途径变化极为重要。
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