基于核磁共振的代谢组学在口腔致龋菌鉴定中的初步研究

摘要

代谢组学(metabonomics/metabolomics)是20世纪90年代中期发展起来的一门对某一生物或细胞内所有低分子量代谢产物定性和定量分析的一门新学科。基于高分辨率的核磁共振(nuclear magnetic resonance，NMR)技术是代谢组学研究的主要方法。其通过对完整器官或组织细胞内小分子代谢组分进行检测，得到生物体系的NMR图谱，结合模式识别(pattern recognition，PR)进一步分析NMR数据，能够反映代谢物信息的生物学意义。 本研究的目的是通过采用基于<'1>H-NMR的代谢组学技术对口腔常见致龋菌变形链球菌(Streptococcus mutans，S. mutans)及粘性放线菌(Actinomyces viscosus，A．viscosus)在培养液中的胞外代谢产物检测，得到其特征性的<'1>H-NMR图谱，结合模式识别主成份分析法(principal component analysis，PCA)进行分析，希望能够区分两种细菌。 实验过程为： 1．实验菌株在改良培养基中的生长情况观察以S.mutans和A. viscosus为实验菌株，采用改良培养基培养，形态学观察和生化鉴定，绘制两菌在改良培养基中的生长曲线，以观察细菌在改良培养基中的生长情况。 2．核磁共振谱图的获得将制备的细菌胞外代谢物样本，以内标法进行<'1>H-NMR分析，获得原始的自由感应衰减信号，导入MESTREC软件，进行傅立叶转换从而获得一维<'1>HNMR谱图。 3．数据的主成份分析用MESTREC软件对每个样本的图谱积分均得到200个积分值，将原始积分值导入Excel表中，采用非监督方法主成分分析法(PCA)分析数据。结果：在改良培养基中，实验菌生长良好，表现出典型的形态、生化特征和稳定的生长曲线。NMR谱图宏观观察可以发现实验菌胞外代谢物的特征峰；模式识别观察到两种细菌胞外代谢物在主成份得分图上的各自的类聚性；载荷图分析得出能够区分两种细菌的胞外代谢物的化学位移值是位于7.08ppm、2.56ppm、0.8002ppm等物质。 结论：基于<'1>H-NMR的代谢组学可以较好的将变形链球菌及粘性放线菌的胞外代谢物区分开来，代谢组学技术可以用于口腔微生物的鉴定。本研究为将基于核磁共振的代谢组学方法用于口腔细菌的快速鉴定及分类奠定了实验基础。

目录

论文说明：缩略词表

声明

前言

1 材料和方法

2 结果

3 讨论

4 结论

全文总结

参考文献

综述 代谢组学在微生物领域应用的研究进展

个人简历

致谢