已知水分含量是影响肉制品感官可接受性和经济价值的最关键因素之一，这一机制暗示肉类需要保持高持水能力（WHC），而冷藏过程中影响牛肉保水能力(WHC)的潜在机制并不清楚深入了解生物途径的机制，确定代谢物谱的轻微变化，可以助力探究相关分子机制。
Glutathione metabolism-mediated ferroptosis reduces water-holding capacity in beef during cold storage.
期刊：Food Chemistry
影响因子：9.23
发表时间：2022.08
物种及样本类型：牛肉样品（四组8重复)
技术：非靶代谢组学
关键词：非靶代谢组学、牛肉、储水能力、铁死亡
本研究旨在利用非靶代谢组学确定屠宰后牛肌肉渗出物的代谢物组成和WHC通路之间的关系。作者收集了1、2、4和6天的渗出物样本，使用UPLC-Q-Exactive Plus-MS非靶向代谢组学策略分析代谢物组成和代谢途径。
本研究结果有助于理解控制品质属性机制，并确定了利用肉类渗出物作为一种容易获取的牛肉品质代谢物标记物来源的潜力。
WHC：Water-holding capacity
DMs：Differential Metabolites
作者对选取的牛肉样品在展示过程中的WHC、细胞凋亡和氧化状态的变化进行检测。结果显示，总体进程中，牛肉的WHC值降低，失水量增加，此外，随着显示时间的增加，细胞凋亡率和ROS荧光强度显著增加(P<0.05)。
为了进一步鉴定牛肉渗出物代谢物，作者使用UPLC-Q-Exactive-MS和Q-Exactive Plus对4组样本进行了非靶向代谢组学分析，讲POS中的572个代谢物和NEG中的305个代谢物进行了注释，多维统计分析数据OPLS-DA显示的EXU1和EXU 2/4/6组代谢物分离具有统计学意义，且数据表明该模型筛选标记代谢物是可靠的(图1c、d、e、f)。
对利用非靶向代谢组学鉴定出的代谢物进行差异富集分析（a、b)，KEGG主要分类差异比较组别(EXU1/2、EXU1/4、EXU1/6)，此外还有39、93和117 KEGG id和这些数据分组和统计(图3，c和e)。在渗出液中主要的DMs是生物碱、PK多酮、维生素和辅助因子、多肽、苯丙素和脂肪酸酰基。通过KEGG途径富集进一步分析DMs的代谢途径发现ABC转运蛋白、蛋白质的消化吸收、嘌呤代谢、辅助因子的生物合成、铁中毒、氨基酰基-trna的生物合成和氨基酸的生物合成(图3b、d、f)。此外，在EXU1/4和EXU1/6的代谢途径中发现了组织依赖性的铁垂病(图3d和f)。
通过对EXU 1/4和EXU 1/6的KEGG通路富集进一步分析发现，KEGG ID有5和6个DMs，包括L-谷氨酸、花生四烯酸、谷胱甘肽（氧化）、L-胱氨酸、谷氨酰半胱氨酸和谷胱甘肽，其中1个EXU 1/4 DMs上调，4个下调；EXU 1/6的DMs中2个上调，4个下调(图e)，这些DMs可能依赖于谷胱甘肽代谢来调节细胞铁垂病。
为了进一步探索通过谷胱甘肽代谢参与铁垂中毒的潜在代谢途径，我们进行了富含KEGG的代谢途径(图4g)。
为了验证谷胱甘肽代谢途径对肌细胞铁死亡的影响，将肌细胞与铁死亡诱导剂共同孵育，以测定铁死亡的关键细胞特征(5a、b)。结果表明，铁死亡诱导剂能有效诱导肌细胞发生铁死亡，且细胞铁死亡伴随着GSH含量和GPx活性的降低。该结果表明，谷胱甘肽代谢与肌细胞铁死亡相关。
本研究先通过体外实验观察，牛肉贮藏过程中发生的肉质变化，后利用非靶代谢组学对牛肉中WHC的潜在机制进行探究，KEGG富集途径分析发现铁死亡依赖于谷胱甘肽代谢，且这一结果通过体外实验得到验证，而铁死亡对调控细胞凋亡具有重要价值，综上结论，本课题为改善肉质提供了新思路。
非靶代谢组学是一种利用高效液相色谱，对相对分子量1000Da以内的小分子物质分离后，使用高分辨率质谱进行代谢物检测，对某一生物体组分或细胞特定生理时期或条件下所有代谢产物分析的技术手段；其主要目的是可以对生命体由外界刺激、病理生理变化、以及本身基因突变而产生的代谢物同时进行定性和定量分析，从代谢物的角度对疾病早期诊断、药物靶点发现、疾病机理研究及疾病诊断进行探究。
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