Filtrage de fragmentation diagnostique pour la découverte de nouvelles chaétoglobosines et cytochalasines

Citation

Walsh, J.P., Renaud, J.B., Hoogstra, S., McMullin, D.R., Ibrahim, A., Visagie, C.M., Tanney, J.B., Yeung, K.K.C., Sumarah, M.W. (2019). Diagnostic fragmentation filtering for the discovery of new chaetoglobosins and cytochalasins. Rapid Communications in Mass Spectrometry (RCM), [online] 33(1), 133-139. http://dx.doi.org/10.1002/rcm.8306

Résumé en langage clair

La spectrométrie de masse est un outil puissant qui permet aux chercheurs de mesurer la masse de composés individuels afin de déterminer leur identité. Les produits naturels sont souvent produits par des bactéries, des champignons ou des plantes en tant que famille de composés. Dans la présente étude, nous avons mis au point une méthode permettant de déterminer tous les membres de ces familles en fonction de leurs propriétés communes. Nous avons mis au point un logiciel libre qui permet aux utilisateurs d’analyser rapidement un échantillon pour trouver toutes les familles de composés d’intérêt. Cette étape est importante pour la découverte de nouveaux composés et pour déterminer le risque de contamination des aliments, dans l’optique de vérifier leur salubrité.

Résumé

© 2018 John Wiley & Sons, Ltd. Justification : Les produits microbiens naturels sont souvent biosynthétisés en fonction de classes de composés structurellement apparentés ayant des profils de fragmentation similaires par spectrométrie de masse en tandem (SM/SM). L’exploration d’ensembles de données de SM/SM dans le but de trouver des ions précurseurs partageant des caractéristiques diagnostiques ou des caractéristiques communes permet d’identifier des classes chimiques entières, y compris de nouveaux dérivés n’ayant pas encore été signalés. Des outils d’analyse des données pouvant faciliter l’adoption d’une approche axée sur les classes pour la déréplication rapide de composés connus et l’identification de variants structuraux au sein de matrices complexes seraient utiles pour la découverte de nouveaux produits naturels. Méthodes : Un module de filtrage de fragmentation diagnostique (FFD) a été mis au point pour MZmine, afin de permettre l’exploration efficace d’ensembles de données de SM/SM dans le but de trouver des ions spécifiques d’une classe et/ou des pertes neutres. Cette approche a été appliquée à une série de composés apparentés de type chaétoglobosine et cytochalasine. Ces composés ont été identifiés à partir des filtrats de culture de trois genres de champignons : Chaetomium globosum, une nouvelle espèce putative de Penicillium (appelée ci-après P. cf. discolor, étroitement apparentée à P. discolor) et Xylaria sp. Les extraits ont été soumis à une analyse par CPL/SM/SM sous ionisation positive par électronébulisation et en mode d’acquisition dépendant des données, à l’aide d’un spectromètre de masse Thermo Q-Exactive. Tous les ensembles de données de SM/SM ont été traités à l’aide du module de FFD et soumis à un criblage afin de trouver des ions diagnostiques à m/z 130,0648 et 185,0704 dans le cas des chaétoglobosines et à m/z 120,0808 et 146,0598 dans le cas des cytochalasines. Résultats : Les extraits de C. globosum et de P. cf. discolor ont révélé différents mélanges de chaétoglobosines, tandis que les extraits de Xylaria sp. ne produisaient que des cytochalasines; aucune des souches étudiées ne produisait les deux classes de composés à la fois. Les chaétoglobosines dominantes produites par C. globosum et P. cf. discolor étaient les chaétoglobosines A, C et F. La tétrahydrochaétoglobosine A a été identifiée dans les extraits de P. cf. discolor et est signalée ici pour la première fois en tant que produit naturel. Les principales cytochalasines produites par Xylaria sp. étaient la cytochalasine D et l’époxycytochalasine D. Une molécule inconnue de plus grande taille semblable à une cytochalasine, de formule moléculaire C 38 H 47 NO 10, a été détectée dans des extraits de filtrat de culture de Xylaria sp. et est actuellement une cible à des fins d’isolement et de caractérisation structurale. Conclusions : Le FFD est une méthode efficace d’analyse des données de CPL/SM pour identifier rapidement des classes entières de composés à partir de mélanges complexes. Le FFD s’est révélé utile pour l’identification de nouveaux produits naturels et pour leur caractérisation partielle sans qu’il soit nécessaire de procéder à un isolement.

Date de publication

2019-01-15

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