在生命科学的微观世界里，甲硫氨酸循环与谷胱甘肽合成是维持细胞甲基化、抗氧化稳态的核心枢纽。如何一次性精准定量该通路上的关键节点分子？我们带来一份详实的解决方案。

🔍 聚焦13种关键物质

中文名称/缩写	CAS 号	代谢通路角色
S-腺苷甲硫氨酸(SAM)	29908-03-0	核心甲基供体
同型半胱氨酸(Hcy)	626-72-2	甲基化状态关键标志物
DL-胱硫醚 (Cyst)	535-34-2	转硫途径中间产物
甲硫氨酸	63-68-3	必需氨基酸，通路起点
半胱氨酸	52-90-4	谷胱甘肽合成限速原料
谷胱甘肽 (GSH)	70-18-8	主抗氧化剂
γ-谷氨酰半胱氨酸	636-58-8	GSH合成前体
O-乙酰丝氨酸 (OAS)	5147-00-2	植物/微生物中半胱氨酸合成前体
丝氨酸	56-45-1	提供碳架，参与一碳单位代谢
谷氨酸	56-86-0	GSH合成前体
甘氨酸	56-40-6	GSH合成组分
甲硫基腺苷 (MTA)	2457-80-9	多胺代谢副产物
腺嘌呤	73-24-5	核酸组分，与腺苷代谢相关

Norminkoda可以提供这13个物质一次性检测。

🔬 二、物质功能介绍

这13种物质共同构成了一个精密的代谢网络，其平衡对维持细胞的甲基化状态、抗氧化能力、解毒功能和能量代谢至关重要。通过检测这些物质的水平，研究人员和医生能够深入评估个体的营养状况、氧化应激水平以及心脑血管、肝脏、神经精神系统等多种疾病的风险与机制。

1. S-腺苷甲硫氨酸 (S-adenosylmethionine, SAM)

• 介绍与功能：被誉为“生命的总开关”。它是甲硫氨酸的活化形式，是体内最重要的甲基供体。SAM提供其结构中的甲基，参与体内超过100种生化反应，包括DNA/RNA甲基化（表观遗传调控）、蛋白质甲基化、神经递质（如多巴胺、肾上腺素）合成等。

• 用途：

• 科研：研究表观遗传学、细胞代谢、肝功能的黄金标志物。

• 医药：作为膳食补充剂，用于改善情绪（抗抑郁）、缓解关节炎症状和促进肝脏健康。

2. 同型半胱氨酸 (Homocysteine, Hcy)

• 介绍与功能：SAM提供甲基后形成的中间产物。它是甲硫氨酸循环的枢纽。血液中Hcy水平是重要的健康指标。高水平Hcy与氧化应激、炎症相关，会损伤血管内皮细胞。

• 用途：

• 临床诊断：是评估心脑血管疾病（如动脉粥样硬化、中风）风险的独立危险因子。也与认知功能障碍、骨质疏松相关。

• 科研：用于研究氧化应激、衰老及相关疾病模型。

3. 甲硫氨酸 (Methionine)

• 介绍与功能：一种必需氨基酸，人体不能自行合成，必须从食物中摄取。是合成SAM的原料，也是蛋白质合成的组成部分。

• 用途：

• 营养学：作为动物饲料和人类营养补充剂的重要成分。

• 细胞培养：细胞培养基的关键组分。

4. 甲硫基腺苷 (Methylthioadenosine, MTA)

• 介绍与功能：SAM参与多胺（调控细胞生长增殖的重要分子）合成代谢时产生的副产物。MTA本身也是一种重要的信号分子，具有抗增殖和抗炎作用。

• 用途：科研领域的重要分子，用于研究癌症（因其影响细胞增殖）和免疫调节。

5. 腺嘌呤 (Adenine)

• 介绍与功能：是构成DNA和RNA的四种碱基之一，也是ATP（能量货币）、NAD（辅酶）和SAM等关键分子的核心结构。

• 用途：

• 分子生物学：合成核苷酸、引物和培养基的基础原料。

• 医药：用于合成抗病毒药物。

转硫途径关键物质6. 胱硫醚 (DL-Cystathionine)

• 介绍与功能：转硫途径的关键中间体。由同型半胱氨酸和丝氨酸在酶的催化下生成，随后再裂解生成半胱氨酸。它是连接甲硫氨酸循环和半胱氨酸合成的桥梁。

• 用途：主要用于科学研究，作为监测转硫途径通量的指标。其积累或缺乏可反映相关酶（如胱硫醚-β-合酶）的活性。

7. 半胱氨酸 (L-Cysteine)

• 介绍与功能：一种条件性必需氨基酸，是合成谷胱甘肽的限速原料。其巯基是许多蛋白质的活性中心，对维持蛋白质结构至关重要。

• 用途：

• 食品工业：用作抗氧化剂和面粉改良剂。

• 医药/化妆品：作为祛痰药物和护肝药成分，也用于生产N-乙酰半胱氨酸补充剂。

8. O-乙酰丝氨酸 (O-acetylserine, OAS)

• 介绍与功能：在植物和微生物中，它是合成半胱氨酸的直接前体（替代哺乳动物的转硫途径）。是硫代谢的关键节点。

• 用途：主要用于植物学和微生物学研究，用于解析硫同化途径。

9. 丝氨酸 (L-Serine)

• 介绍与功能：一种非必需氨基酸，为同型半胱氨酸提供碳架以合成胱硫醚。也参与嘌呤、嘧啶的合成，是磷脂和神经递质的重要前体。

• 用途：细胞培养基基本成分，也用于研究一碳单位代谢和神经系统功能。

谷胱甘肽合成系统10. 谷胱甘肽 (Glutathione)

• 介绍与功能：由谷氨酸、半胱氨酸和甘氨酸合成的三肽，是细胞内最重要的抗氧化剂。能清除自由基，解毒外源毒物，并维持维生素C、E的活性形态。

• 用途：

• 科研与临床：衡量机体氧化应激水平的核心指标。

• 医药/保健：作为护肝、美白、抗衰老补充剂和药物的成分。

11. γ-谷氨酰半胱氨酸 (γ-Glutamylcysteine)

• 介绍与功能：谷胱甘肽合成的直接前体。由谷氨酸和半胱氨酸合成，这一步是谷胱甘肽合成的限速步骤。

• 用途：科研工具，用于研究谷胱甘肽合成调控机制。

12. 谷氨酸 (L-Glutamate)

• 介绍与功能：中枢神经系统中最主要的兴奋性神经递质，也是谷胱甘肽的组成部分。

• 用途：神经科学研究、食品鲜味剂（味精的主要成分）。

13. 甘氨酸 (Glycine)

• 介绍与功能：最简单的氨基酸，是谷胱甘肽的组成成分，也是一种抑制性神经递质，具有镇静、改善睡眠的作用。

• 用途：细胞培养、神经科学研究和医药化工原料。

⚡ 三、检测挑战：通路物质检测的难点

甲硫氨酸代谢通路物质存在以下检测难点：

理化性质差异大：从极性的丝氨酸、甘氨酸，到非极性的甲硫基腺苷（MTA），跨度显著。

含量悬殊：如S-腺苷甲硫氨酸（SAM）与其代谢产物S-腺苷同型半胱氨酸（SAH，图中同型半胱氨酸Hcy的前体）含量相差数十倍，要求方法有极宽的动态范围。

基质干扰严重：在复杂的生物样本（血浆、组织、细胞）中，低丰度物质（如胱硫醚）易受干扰。

化学稳定性差异：部分物质（如谷胱甘肽）易氧化，需在样本前处理中特别注意。

🔧 四、液质联用（LC-MS/MS）：精准解析的终极方案

1. 技术突破点

色谱分离：采用C18柱+梯度洗脱，结合离子对试剂，实现完全分离。

质谱定性：

离子化模式：采用电喷雾离子源（ESI），在正离子模式下检测绝大多数物质（如SAM、MTA、氨基酸），部分物质可采用负离子模式优化灵敏度。

多反应监测（MRM）：为每种物质优选一对特征母子离子对，实现超高特异性检测，有效规避基质效应。

2. 样本前处理

（1）称取100 mg的粉末，溶解于提取液中；

（2）超声提取20min，随后每10分钟涡旋一次，每次持续10秒，共涡旋3次，样本置于4°C冰箱过夜；

（3）4℃离心（转速 10000rpm，10分钟）后，吸取上清，用微孔滤膜（0.22 μm pore size）过滤样品；保存于进样瓶中，用于UPLC-MS/MS分析。

🌍 五、数据结果

图1 : 标准品总离子流图

图2 : 标准品MRM多峰图

图3 : TIC重叠图

🌱 六、应用场景

1.疾病生物标志物研究：心脑血管疾病（Hcy水平）、癌症（SAM/SAH比值）、神经系统疾病、肝功能异常等。

2.药物研发与药效评估：评估药物对机体甲基化状态和氧化应激水平的影响。

3.营养学研究：探究维生素B6、B12、叶酸等营养素在代谢通路中的作用机制。

4.动植物生理代谢研究。

通过优化的LC-MS/MS方法，我们能够像绘制地图一样，清晰、定量地揭示甲硫氨酸循环与谷胱甘肽合成这一关键生命网络的动态变化，为前沿科研与精准医疗提供强大的数据支撑。

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