מטבוליקה

חזון ויעדים

המרכז למטבולומיקה, שהוקם ומנוהל בידי ד״ר מירה ויסברג ופועל עם פליקס שייע, משמש תשתית מדעית מרכזית במכון וולקני. באמצעות שלושה מכשירי MS מתקדמים וציוד חדש שנרכש השנה, המרכז מספק שירותי זיהוי, כימות ואפיון של מטבוליטים לעשרות קבוצות מחקר במכון, באקדמיה ובתעשייה. בשנים האחרונות פותחו במרכז שיטות אנליטיות ייחודיות מבוססות LC-MS ו-GC-MS, שנעשו כלי מחקר חיוניים במגוון תחומים.

המרכז ממשיך להרחיב ספריות מטבוליטים ופרוטוקולים מקצועיים לזיהוי הורמונים צמחיים, נוגדי חמצון, פורנוקומרינים, פיגמנטים וחומרי טעם וארומה. המכשור המתקדם, ובמיוחד ה LC-MS-Orbitrap, מאפשר איתור מטבוליטים חדשים והשוואת מסלולים מטבוליים בצורה מדויקת.

המרכז שותף לכתיבת הצעות מחקר ומעורב בכ-30 מאמרים מדעיים בכתבי עת מובילים.

אחד ההישגים הבולטים השנה הוא מיפוי רחב של מטבוליטים בזני הדרים לצורך זיהוי אשכולית שתהיה גם עשירה ברכיבי תזונה וגם בטוחה למטופלים הנוטלים תרופות ממשפחת הסטטינים.
באמצעות שיטות MS שפיתח המרכז, נותחו יותר מ-20 נגזרות פורנוקומרינים – חומרים העלולים למנוע פירוק של תרופות במעי ולהעלות את רמתן בדם.

הממצאים הובילו לזיהוי הזן “עליזה”, הכלאה של פומלו “צ׳נדלר” ומנדרינה “אורה”, אשר כמעט אינו מכיל פורנוקומרינים ולכן בטוח יותר לשימוש. הממצאים פורסמו השנה.

 

פעילות והישגים

למרכז ידע ייחודי ומקצועיות רבה בכלים מבוססי MS כגון LC-MS ו- GC-MS לצורך זיהוי, כימות ואפיון של חומרי טבע. במסגרת ידע זה פותחו מספר רב של שיטות אנליטיות ופרוטוקולים לזיהוי וכימות של מגוון רחב של משפחות הורמונים צמחיים כגון JA, SA,ABA, Cytokinins, Auxins, Gibberellins שהינם הבסיס לכל תהליך התפתחות הצמח. שיטות אנליטיות נוספות פותחו במרכז לזיהוי וכימות של מגוון נוגדי חמצון (פוליפנולים), רעלנים צמחיים (Furanocoumarins) , פיגמנטים, חומרי טעם וריח ועוד. פיתוחים רבים אלו הינם כבר חלק בלתי נפרד מכל ניסוי מדעי/חקלאי מתקדם והידע שנצבר נשמר בספריות ובסיסי מידע נרחבים שהוקמו במרכז. המכשור במרכז מונה גם כלים אשר עומדים בחזית המדע כיום ומאפשרים למרכז לזהות גם חומרי טבע חדשים שטרם דווחו בספרות וכן לבצע השוואה בן טיפולים שונים המבוצעים במקור צמחי. המרכז לוקח חלק מרכזי בכ-30 מאמרים מדעים חלקם בעיתונים מובילים.

ציוד

UPLC-Orbitrap-MS/MS (Orbitap Exploris 120)

Ultra performance Liquid chromatography-mass spectrometry (UPLC-MS) combines the physical separation capabilities of liquid chromatography with the mass analysis capabilities of mass spectrometry (MS). This high resolution mass spectrometry provides structural identity of the individual components with high molecular specificity and detection sensitivity, Therefore, may be applied for identification in a wide range of sectors including biotechnology, environment monitoring, food processing, and pharmaceutical, agrochemical, and cosmetic industries.

UPLC-Triple Quadrupole-MS/MS (Waters Xevo TQ MS, Masslynx SW)

Ultra performance Liquid chromatography-mass spectrometry (UPLC-MS) combines the physical separation capabilities of liquid chromatography with the mass analysis capabilities of triple Quadropole mass spectrometry (MS). This instrument is wiedly used to advance the field of plant metabolomics, especially for profiling of secondary metabolites in plants, and for quantitation analysis of natural products (in ppb levels).

GC-MS (Agilent GC-7890A, MS- 5975C, CTC PAL Injector, MassHunter SW)

Gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS) combines the features of gas-chromatography and mass spectrometry to identify different substance (volatile or “made volatile”) . Applications of GC-MS include drug detection, fire investigation, environmental analysis, explosives investigation, and identification and quantitation of material samples obtained from planet.

זיהוי וכימות

LC-MS-QTOF-Applications

Flavonoids– Flavanones, Flavanols, Flavones, Flavanones, Isoflavones Including derivatives containing sugars

Anthocyanins -Including derivatives containing sugars

Furanocoumarins – Variety of derivatives

Glycoalkaloids

LC-MS-TQ-Application

Plant Hormones (Quantitation with Internal standard)

ABA and ABA derivatives (NeoPA, PA, DPA )

Salicylic acid-SA

Jasmonic acid-JA

Auxins – IAA , IAAsp, IAGlu, IBA, OxIAA

Cytokinins- t-Z, T-Z, iP, IPR

Gibberellins – GA1, GA3, GA4, GA7

NDOLE-3-ACETYL-L-ALANINE, INDOLE-3-ACETYL-L-ISOLEUCINE, INDOLE-3-ACETYL-L-LEUCINE, INDOLE-3-ACETYL-L-PHENYLALANINE, INDOLE-3-ACETYL-L-TRYPTOPHAN, INDOLE-3-ACETYL-L-VALINE, INDOLE-3-ACETYL-L-ASPARTIC ACID, INDOLE-3-ACETYL-L-GLUTAMIC ACID

Quantitation with Calibration Curve

Flavonoids– Naringin, Narirutin

Furanocoumarins– Bergamottin, Epoxybergamottin, 6,7 -dihydroxybergamotin, Bergaptol, Isoimperatorin, Umbelliferon, Caffeic acid, Psoralen, Coumaric acid, Demethylsuberosin, Scopoletin, Ferulic acid, Bergapten, Marmesin, Scopolin, Scoparone, Xanthyletin, Auraptene, Osthole, Seselin

Tannins – Ellagic acid

Glycoalkaloids– α-solanine, α-chaconine

4-CPA

Colneleic acid, Colnelenic acid

GC-MS-Application

Alkanes, alkenes, esters, ketones, aldehydes, Terpens

Phytosterols, Fatty acids (after silylation), Alpha- Spinasterol, 22,23- Dihydrospinasterol

יצירת קשר

מנהלת המרכז: ד”ר מירה כרמלי ויסברג

מייל: miraw@agri.gov.il

טל’ משרד: 039683045

טל’ נייד: 0506220344

פליקס שייע

מייל: fshaya@agri.gov.il

טל’ משרד: 03-9683045

טל’ נייד: 0506220402

כתובת היחידה: המכון למדעי הצמח, בניין השבחת מטעים (זית וגפן לשעבר), קומה ראשונה, חדר 203-204

המרכז למטבולומיקה, שהוקם ומנוהל בידי ד״ר מירה ויסברג ופועל עם פליקס שייע, משמש תשתית מדעית מרכזית במכון וולקני. באמצעות שלושה מכשירי MS מתקדמים וציוד חדש שנרכש השנה, המרכז מספק שירותי זיהוי, כימות ואפיון של מטבוליטים לעשרות קבוצות מחקר במכון, באקדמיה ובתעשייה. בשנים האחרונות פותחו במרכז שיטות אנליטיות ייחודיות מבוססות LC-MS ו-GC-MS, שנעשו כלי מחקר חיוניים במגוון תחומים.

המרכז ממשיך להרחיב ספריות מטבוליטים ופרוטוקולים מקצועיים לזיהוי הורמונים צמחיים, נוגדי חמצון, פורנוקומרינים, פיגמנטים וחומרי טעם וארומה. המכשור המתקדם, ובמיוחד ה LC-MS-Orbitrap, מאפשר איתור מטבוליטים חדשים והשוואת מסלולים מטבוליים בצורה מדויקת.

המרכז שותף לכתיבת הצעות מחקר ומעורב בכ-30 מאמרים מדעיים בכתבי עת מובילים.

אחד ההישגים הבולטים השנה הוא מיפוי רחב של מטבוליטים בזני הדרים לצורך זיהוי אשכולית שתהיה גם עשירה ברכיבי תזונה וגם בטוחה למטופלים הנוטלים תרופות ממשפחת הסטטינים.
באמצעות שיטות MS שפיתח המרכז, נותחו יותר מ-20 נגזרות פורנוקומרינים – חומרים העלולים למנוע פירוק של תרופות במעי ולהעלות את רמתן בדם.

הממצאים הובילו לזיהוי הזן “עליזה”, הכלאה של פומלו “צ׳נדלר” ומנדרינה “אורה”, אשר כמעט אינו מכיל פורנוקומרינים ולכן בטוח יותר לשימוש. הממצאים פורסמו השנה.