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New untargeted metabolic profiling combining mass spectrometry and isotopic labeling: Application on Aspergillus fumigatus grown on wheat

Authors :
Emilien L. Jamin
Souria Tadrist
Marcel Delaforge
Michel Pean
Patricia M. Cano
Olivier Puel
Pascal Bourdaud’hui
Laurent Debrauwer
Isabelle P. Oswald
ToxAlim (ToxAlim)
Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT)
Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Ecole d'Ingénieurs de Purpan (INPT - EI Purpan)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)
Analyse de Xénobiotiques, Identification, Métabolisme (E20 Metatoul-AXIOM)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-MetaToul-MetaboHUB
Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL)
Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)
Groupe de Recherches Appliquées en Phytotechnologie (GRAP)
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Aix Marseille Université (AMU)
Biosynthèse & Toxicité des Mycotoxines (ToxAlim-BioToMyc)
Système membranaires, photobiologie, stress et détoxication (SMPSD)
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT)
Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP)
Université de Toulouse (UT)-Ecole d'Ingénieurs de Purpan (INP - PURPAN)
Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)
MetaToul AXIOM (E20)
Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-MetaboHUB-MetaToul
MetaboHUB-Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL)
Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-MetaboHUB-Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL)
Université de Toulouse (UT)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)
Institut de Biosciences et Biotechnologies d'Aix-Marseille (ex-IBEB) (BIAM)
Aix Marseille Université (AMU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA))
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Aix Marseille Université (AMU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA))
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Ecole d'Ingénieurs de Purpan (INPT - EI Purpan)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-MetaToul-MetaboHUB
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)
Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA))
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Aix Marseille Université (AMU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Source :
Analytical Chemistry, Analytical Chemistry, American Chemical Society, 2013, 85 (17), pp.8412-8420. ⟨10.1021/ac401872f⟩, Analytical Chemistry, 2013, 85 (17), pp.8412-8420. ⟨10.1021/ac401872f⟩
Publication Year :
2013
Publisher :
HAL CCSD, 2013.

Abstract

International audience; Characterization of fungal secondary metabolomes has become a challenge due to the industrial applications of many of these molecules, and also due to the emergence of fungal threats to public health and natural ecosystems. Given that, the aim of the present study was to develop an untargeted method to analyze fungal secondary metabolomes by combining high-accuracy mass spectrometry and double isotopic labeling of fungal metabolomes. The strain NRRL 35693 of Aspergillus fumigatus, an important fungal pathogen, was grown on three wheat grain substrates: (1) naturally enriched grains (99% 12C), (2) grains enriched 96.8% with 13C, (3) grains enriched with 53.4% with 13C and 96.8% with 15N. Twenty-one secondary metabolites were unambiguously identified by high-performance liquid chromatography−high-resolution mass spectrometry (HPLC−HRMS) analysis. AntiBase 2012 was used to confirm the identity of these metabolites. Additionally, on the basis of tandem mass spectrometry (MSn) experiments, it was possible to identify for the first time the formula and the structure of fumigaclavine D, a new member of the fumigaclavines family. Post biosynthesis degradation of tryptoquivaline F by methanol was also identified during HPLC− HRMS analysis by the detection of a carbon atom of nonfungal origin. The interest of this method lies not only on the unambiguous determination of the exact chemical formulas of fungal secondary metabolites but also on the easy discrimination of nonfungal products. Validation of the method was thus successfully achieved in this study, and it can now be applied to other fungal metabolomes, offering great possibilities for the discovery of new drugs or toxins.

Details

Language :
English
ISSN :
00032700 and 15206882
Database :
OpenAIRE
Journal :
Analytical Chemistry, Analytical Chemistry, American Chemical Society, 2013, 85 (17), pp.8412-8420. ⟨10.1021/ac401872f⟩, Analytical Chemistry, 2013, 85 (17), pp.8412-8420. ⟨10.1021/ac401872f⟩
Accession number :
edsair.doi.dedup.....34a7943f1ae56554cc8417a2a5de3b62