基于质谱的黑曲霉代谢物组学前处理方法优化及验证

摘要

黑曲霉是工业上重要的生产菌株,广泛用于各类酶制剂和有机酸的生产,目前人们已从基因组、转录组和代谢流分析等领域对其开展了系统地研究.为了更加系统地解析黑曲霉的代谢特征,需要开展定量代谢物组学研究,并将其与其他组学进行关联分析.为此,本研究围绕黑曲霉胞内代谢物组学分析从样品处理和样品衍生进行了系统地优化研究.研究发现,对于黑曲霉而言,-30℃40％甲醇溶液和95℃75％乙醇分别为最佳淬灭剂和提取剂.当采用GC-MS进行测定时,吡啶和N-(特丁基二甲基硅烷基)-N-甲基三氟乙酰胺(MTBSTFA)+1％叔丁基二甲基氯硅烷(TBDMSCL)分别为最佳的衍生剂和溶解剂.在此基础上,进一步建立了以13C标记代谢物为内标的标准曲线.为了评估黑曲霉前处理方法的可靠性,在5L罐上开展不同稀释率下的恒化实验,并对不同比生长速率下(μ=0.02,0.05,0.08,0.16h-1)下胞内氨基酸、有机酸和磷酸糖进行了定量分析,结果发现随着比生长速率的增加,胞内大多数代谢物浓度呈增加的趋势,初步表明本文所建立的黑曲霉代谢物组学前处理方法能够有效地对黑曲霉胞内代谢物浓度池进行定量,这为后续黑曲霉和其他类似丝状菌的菌株特性研究打下了良好的基础.