Collection and organization of a standard and blood metabolite NMR library for the metabolomics analysis

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Sousa, Ana Patrícia Ramos
Data de Publicação: 2019
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: eng
Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
Texto Completo: http://hdl.handle.net/10451/43439
Resumo: Trabalho Final de Mestrado Integrado, Ciências Farmacêuticas, Universidade de Lisboa, Faculdade de Farmácia, 2019
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spelling Collection and organization of a standard and blood metabolite NMR library for the metabolomics analysisEspectroscopia de ressonância magnética nuclear (RMN)MetabolómicaMétodos de desproteinizaçãoIdentificação de metabolitosMetabolitos ligados a proteínasMestrado Integrado - 2019Ciências da SaúdeTrabalho Final de Mestrado Integrado, Ciências Farmacêuticas, Universidade de Lisboa, Faculdade de Farmácia, 2019Um atual desafio nos estudos metabolómicos é o baixo número de metabolitos identificados em comparação com o grande número de metabolitos existentes nos fluidos biológicos. A espectroscopia de ressonância magnética nuclear (RMN) é uma das tecnologias mais usadas para tentar superar este problema. Através da construção de bibliotecas de metabolitos, é possível aumentar o conhecimento nesta área e aumentar a possibilidade da sua deteção com esta tecnologia e caraterizar os seus desvios químicos e multiplicidade. Esta informação fornece um conhecimento importante que ajudará na identificação de metabolitos quando amostras mais complexas, como por exemplo o sangue, forem analisadas. Amostras como o soro/plasma apresentam uma complicação extra quando este tipo de análise é aplicada. A alta concentração de proteínas no sangue provoca interferências nos espectros de RMN. As proteínas originam sinais amplos nos espetros padrão do protão (1H) e impedem a deteção de metabolitos, de baixo peso molecular. Este fenómeno pode ser superado através dos espetro de RMN 1H editado por T2, porém as informações dos metabolitos que se ligam às proteínas serão perdidas. Assim, primeiro os metabolitos devem ser separados das proteínas e, em seguida, as proteínas devem ser removidas. Para atingir o primeiro objetivo foram adicionadas às amostras de soro/plasma substâncias que influenciam a ligação entre proteínas. Essas substâncias podem fazer precipitar proteínas, por exemplo guanidina e sulfato de alumínio, ou funcionar como um ligando das proteínas, hexafluorobenzeno. Em seguida, para remover as proteínas, foram testados diversos métodos referidos na literatura e selecionados os três métodos que se apresentaram mais vantajosos e que mostraram melhores resultados. Destes, dois deles são métodos orgânicos, precipitação de proteínas com metanol e precipitação de proteínas com metanol-diclorometano, e um deles é baseado em propriedades físicas, ultrafiltração. Dos 65 metabolitos que se pretendia identificar, foi possível identificar 64 na biblioteca de metabolitos e 54 nas amostras de sangue. Comparando os diferentes métodos testados, alguns deles demonstraram ser mais eficientes na remoção de proteínas, no entanto alguns dos metabolitos desapareceram, enquanto outros métodos foram capazes de conjugar a remoção de proteínas com uma maior deteção de metabolitos. Os espetros das amostras de soro/plasma contêm ainda muitos sinais não identificados. No futuro, novas experiências para os identificar são necessárias.An ongoing challenge in metabolomics is the low number of metabolites identified compared with the huge number of existing metabolites in biofluids. Nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy is one of the technologies that have been used to try to overcome this problem. Through the construction of a metabolite library it is possible to increase the number of known metabolites detected with this technology and establish the chemical shifts and signal multiplicities of the metabolites. This provides a valuable knowledge that will help when more complex samples, as blood, are analysed. However, serum/plasma samples show complications when this type of analysis is applied. The high protein content in blood induces interferences in NMR spectra. Proteins give broad signals to standard proton (1H) NMR spectrum and prevent the detection of low-molecular weight metabolites. This can be overcome by measuring T2-edited 1H NMR spectrum but the information from metabolites that bind to proteins will be lost. Thus, first metabolites should be separated from proteins and then the proteins should be removed. To accomplish the first goal, substances that influence the linkage between proteins and metabolites were added to serum/plasma samples. These substances could either precipitate proteins, guanidine and aluminium sulphate, or function as a protein ligand, hexafluorobenzene. Then, to remove proteins, through the many different methods referred in the literature, the three methods with the best results and the most advantages were chosen. Two of them are organic methods, protein precipitation with methanol and protein precipitation with methanol-dichloromethane, and one is a physical method, ultrafiltration. From the 65 metabolites intended to be identified, it was possible to identify 64 of them in the metabolite library and, from these, 54 were present in blood samples. Comparing the different methods tested, some of them were more efficient removing proteins, however some metabolites disappeared, while others were able to conjugate the removal of proteins with the detection of more metabolites. Besides that, there are still many unidentified signals in the serum/plasma spectra. In the future, further experiments to identify these signals are required.University of Eastern Finland, Hospital Lusíadas Lisboa, Farmácia Holon do Campo GrandeTynkkynen, TuuliaGuedes, Rita Alexandra do Nascimento CardosoRepositório da Universidade de LisboaSousa, Ana Patrícia Ramos2020-05-04T22:59:11Z2019-12-202019-10-142019-12-20T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/10451/43439TID:202475590enginfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)instname:Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãoinstacron:RCAAP2023-11-08T16:43:56Zoai:repositorio.ul.pt:10451/43439Portal AgregadorONGhttps://www.rcaap.pt/oai/openaireopendoar:71602024-03-19T21:56:14.900478Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) - Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãofalse
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