Mass Spectral Similarity Networking and Gas-Phase Fragmentation Reactions in the Structural Analysis of Flavonoid Glycoconjugates

Autor(es)

Pilon, Alan Cesar ^{[1, 2]} ; Gu, Haiwei ^{[3, 4]} ; Raftery, Daniel ^{[4, 5]} ; Bolzani, Vanderlan da Silva ^[2] ; Lopes, Norberto Peporine ^[1] ; Castro-Gamboa, Ian ^[2] ; Carnevale Neto, Fausto ^{[1, 4, 2]}

Afiliação do(s) autor(es)

^[1] Univ Sao Paulo, Fac Ciencias Farmaceut Ribeirao Preto, Dept Fis & Quim, NPPNS, BR-14040903 Ribeirao Preto, SP - Brazil

^[2] Univ Estadual Paulista, UNESP, Dept Quim Organ, Inst Quim, Nucleo Bioensaios Biossintese & Ecofisiol Prod Na, BR-14800900 Araraquara, SP - Brazil

^[3] East China Inst Technol, Jiangxi Key Lab Mass Spectrometry & Instrumentat, Nanchang, Jiangxi - Peoples R China

^[4] Univ Washington, Northwest Metabol Res Ctr, Dept Anesthesiol & Pain Med, 850 Republican St, Seattle, WA 98109 - USA

^[5] Fred Hutchinson Canc Res Ctr, Publ Hlth Sci Div, Seattle, WA 98109 - USA

• Tipo de documento: Artigo Científico
• Fonte: Analytical Chemistry; v. 91, n. 16, p. 10413-10423, AUG 20 2019.
• Citações Web of Science: 2

Resumo

Flavonoids represent an important class of natural products with a central role in plant physiology and human health. Their accurate annotation using untargeted mass spectrometry analysis still relies on differentiating similar chemical scaffolds through spectral matching to reference library spectra. In this work, we combined molecular network analysis with rules for fragment reactions and chemotaxonomy to enhance the annotation of similar flavonoid glyconjugates. Molecular network topology progressively propagated the flavonoid chemical functionalization according to collision induced dissociation (CID) reactions, as the following chemical attributes: aglycone nature, saccharide type and number, and presence of methoxy substituents. This structure-based distribution across the spectral networks revealed the chemical composition of flavonoids across intra-and interspecies and guided the putatively assignment of 64 isomers and isobars in the Chrysobalanaceae plant species, most of which are not accurately annotated by automated untargeted MS2 matching. These proof of concept results demonstrate how molecular networking progressively grouped structurally related molecules according to their product ion scans, abundances, and ratios. The approach can be extrapolated to other classes of metabolites sharing similar structures and diagnostic fragments from tandem mass spectrometry. (AU)

• Processo FAPESP: 14/50265-3 - Metabolismo e distribuição de xenobióticos naturais e sintéticos: da compreensão dos processos reacionais à geração de imagens teciduais
• Beneficiário: Norberto Peporine Lopes
• Linha de fomento: Auxílio à Pesquisa - Programa BIOTA - Temático
• Processo FAPESP: 14/12343-2 - Desenvolvimento metodológico e estudos de prospecção de recursos biológicos marinhos com potencial citotóxico sob a óptica da biologia de sistemas
• Beneficiário: Fausto Carnevale Neto
• Linha de fomento: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Processo FAPESP: 10/07564-9 - Estudo de espécies de Chrysobalanaceae com ação citotóxica: Análise metabolômica visando o entendimento de associações sinérgicas e da complexidade micromolecular
• Beneficiário: Fausto Carnevale Neto
• Linha de fomento: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Processo FAPESP: 03/02176-7 - Conservação e uso sustentável da diversidade do Cerrado e da Mata Atlântica: diversidade química e prospecção de medicamentos potenciais - fase II
• Beneficiário: Vanderlan da Silva Bolzani
• Linha de fomento: Auxílio à Pesquisa - Programa BIOTA - Temático
• Processo FAPESP: 10/52327-5 - Prospecção de moléculas bioativas e estudo de variabilidade infra-específica em plantas e microorganismos endófitos do cerrado e caatinga: contribuição para o conhecimento e uso sustentável da biodiversidade brasileira
• Beneficiário: Vanderlan da Silva Bolzani
• Linha de fomento: Auxílio à Pesquisa - Programa BIOTA - Regular
• Processo FAPESP: 10/17935-4 - Desenvolvimento de métodos analíticos de desreplicação por RMN e análise multivariada do perfil metabolômico de espécies de Solanaceae com potencial biológico.
• Beneficiário: Alan Cesar Pilon
• Linha de fomento: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Processo FAPESP: 16/13292-8 - Análise do conteúdo nitrogenado em áreas sob ação atrófica na Floresta Amazônica e Atlântica utilizando de ferramentas metabolômicas
• Beneficiário: Alan Cesar Pilon
• Linha de fomento: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado