脂质数据库及软件介绍

前面两期我们介绍了脂质组学的简介，脂质组学在植物中的应用方向，这一期我们讲一下，脂质组学常用的数据库及软件。

脂质组学（lipidomics）主要是研究生物体、组织或细胞受刺激或扰动后，脂质种类、亚种类或单个脂质分子变化的一门科学。脂质可以调节细胞生长、分化、衰老、死亡，影响包括肿瘤在内的诸多各类疾病的发生发展，另外和其他组学结合，能更完整阐明疾病在各个层面的变化。目前，脂质组学已成为代谢组学较重要的分支之一，且是一个非常活跃的研究领域。

脂质根据化学结构的不同，可分为八大类：脂肪酸类（Fatty Acyls），甘油脂类（Glycerolipids），甘油磷脂类（Glycerophospholipids），鞘脂类（Sphingolipids），固醇类（Sterol Lipids），异戊烯醇类（Prenol Lipids），糖酯类（Saccharolipids），多聚乙烯类（Polyketides）。总的来说，脂类具有数目众多、结构多样的特点，这就给脂质组分析带来了一定的难度。

为了便于脂质的研究，许多研究机构开发了脂质数据库及相应的数据分析软件，下面就简单介绍一下常见的几种。

1.LIPID MAPS[1]

LIPID MAPS是由美国国立卫生院（National Institutes of Health ，NIH）基于“脂质代谢途径研究计划”设立的脂质组学门户网站，涵盖目前较权威的脂类分类、命名法和结构信息，有4万+脂质化合物。此外它不仅仅是一个脂质数据库，还包含九大模块：Bulk Searches for MS Data，Tutorials，Lipidomics Analysis Software，

Mass Spectrometry Tools，Lipid Structure Drawing Tools，Statistical Analyses Tools，Structure Database (LMSD) and Classification System，Gene/Protein Database (LMPD)，Lipidomics Experimental Data。一方面可以进行脂质化合物信息的检索及下载；另一方面还提供了一些生物信息学分析工具，比如基于质谱的脂质定性工具，通过给定特定的m/z或二级谱图等信息，可以预测可能的脂质分子等等。对于脂质组学初学者，LIPID MAPS 是一个非常好的学习平台。

2.LipidIMMS Analyzer[2]

离子淌度质谱（IM-MS）在脂质组学领域显示出巨大的应用潜力，但是，基于IM-MS的脂质组学受到脂质结构鉴定软件的极大限制。国内朱正江课题组提供的自动化数据处理和脂质鉴定的开源软件LipidIMMS Analyzer，可以处理多种类型的基于IM-MS的质谱数据。该软件首次整合了涵盖260,000多种脂质的大规模数据库，以及每种脂质的三维结构信息（即精确质量数m / z，保留时间（RT），碰撞截面（CCS）和MS / MS光谱），多维信息可以轻松集成以支持脂质鉴定，并显着提高鉴定的覆盖率和置信度。用户只需导入MS1

峰表和MS / MS数据文件即可进行分析，该软件支持不同的IM-MS 仪器和数据采集方法，其简单易操作的可视化界面可以帮助小伙伴快速入门脂质组学。

3. MS DIAL[3]

MS-DIAL是由美国加州大学戴维斯分校的Oliver Fiehn教授团队和RIKEN CSRS（和NIG）的Masanori Arita教授团队开发完成，它融合LipidBlast的脂质数据库信息，也是一个开源的脂质数据分析软件，它提供了32个亚类，共11万+脂质分子的正模式二级质谱图，以及48 个亚类, 15万+ 脂质分子的负模式二级质谱图。MS-DIAL 支持mzML和主要的MS供应商格式，包括安捷伦科技（.D），AB Sciex（.Wiff），赛默飞世尔科技（.RAW），布鲁克·道尔顿（.D）和沃特世（.RAW）。该程序旨在用于大队列样本的分析，例如队列研究：它按照顺序访问原始数据，并且仅将其峰值信息保留在内存中，一个600MB的文件处理时间仅在1.2分钟左右。另外，该软件不仅可以用脂质组学的研究，还可以用于常规代谢组学小分子化合物的鉴定分析，包括GC-MS的数据，使用者可以基于此软件建立自己的质

谱数据库，用于大队列样本的数据分析。

4.LipidBank[4]

LipidBank起源于1989年，是日本脂质生物化学会议（JCBL）建立的一个公开免费的天然脂质数据库，包括脂肪酸，甘油脂，鞘脂，类固醇和各种维生素。该数据库包含6000多种独特的分子结构（ChemDraw cdx格式，MDL MOL格式），脂质名称（通用名称，IUPAC），光谱信息（质量，UV，IR，NMR等）以及重要的文献信息。该数据库只纳入天然脂质分子，并且所有分子信息均由脂质研究专家手动整理和批准。

5.其他

此外，还有其他许多个性化的脂质数据库及相关软件，包括Cyber Lipids，LIPIDAT，LipidHome，LIQUID等等。另外，各大质谱仪器厂商也纷纷出台了自己商业化的脂质软件，诸如AB SCIEX 的LipidView，结合配套的Lipidyzer产品，可以实现脂质的定性及绝对定量；Thermo Fisher的LipidSearch, 包含>150 万脂质离子及其预测碎片离子的脂质数据库，与Thermo 的三重四极杆、离子阱和Orbitrap LC-MS 系统兼容。它们各具特色，用户可以根据各自的使用需求选择合适的产品。

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