NP³ MS Workflow: An Open-Source Software System to Empower Natural Product-Based Drug Discovery Using Untargeted Metabolomics

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Bazzano, Cristina F. ; de Felicio, Rafael ; Alves, Luiz Fernando Giolo ; Costa, Jonas Henrique ; Ortega, Raquel ; Vieira, Bruna Domingues ; Morais-Urano, Raquel Peres ; Furtado, Luciana Costa ; Ferreira, Everton L. F. ; Gubiani, Juliana R. ; Berlinck, Roberto G. S. ; Costa-Lotufo, Leticia V. ; Telles, Guilherme P. ; Trivella, Daniela B. B.

• Tipo de documento: Artigo Científico
• Fonte: Analytical Chemistry; v. 96, n. 19, p. 10-pg., 2024-05-03.

Resumo

Natural products (or specialized metabolites) are historically the main source of new drugs. However, the current drug discovery pipelines require miniaturization and speeds that are incompatible with traditional natural product research methods, especially in the early stages of the research. This article introduces the NP3 MS Workflow, a robust open-source software system for liquid chromatography-tandem mass spectrometry (LC-MS/MS) untargeted metabolomic data processing and analysis, designed to rank bioactive natural products directly from complex mixtures of compounds, such as bioactive biota samples. NP3 MS Workflow allows minimal user intervention as well as customization of each step of LC-MS/MS data processing, with diagnostic statistics to allow interpretation and optimization of LC-MS/MS data processing by the user. NP3 MS Workflow adds improved computing of the MS2 spectra in an LC-MS/MS data set and provides tools for automatic [M + H](+) ion deconvolution using fragmentation rules; chemical structural annotation against MS2 databases; and relative quantification of the precursor ions for bioactivity correlation scoring. The software will be presented with case studies and comparisons with equivalent tools currently available. NP3 MS Workflow shows a robust and useful approach to select bioactive natural products from complex mixtures, improving the set of tools available for untargeted metabolomics. It can be easily integrated into natural product-based drug-discovery pipelines and to other fields of research at the interface of chemistry and biology. (AU)

• Processo FAPESP: 15/01017-0 - EMU concedido no âmbito do projeto aprovado 2013/50228-8, nome do equipamento: uPLC-HRMS (cromatógrafo líquido de ultra resolução acoplado com espectrômetro de massas de alta resolução)
• Beneficiário: Roberto Gomes de Souza Berlinck
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Programa Equipamentos Multiusuários
• Processo FAPESP: 19/17721-9 - A função da Química na adaptação de holobiontes
• Beneficiário: Roberto Gomes de Souza Berlinck
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Temático
• Processo FAPESP: 13/50228-8 - Componentes da biodiversidade, e seus caracteres metabólicos, de ilhas do Brasil: uma abordagem integrada
• Beneficiário: Roberto Gomes de Souza Berlinck
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Programa BIOTA - Temático
• Processo FAPESP: 14/10753-9 - Bioprospecção e desenho racional para a descoberta de novas gerações de inibidores do proteassomo
• Beneficiário: Daniela Barretto Barbosa Trivella
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Processo FAPESP: 15/17177-6 - Abordagem integrada na prospecção sustentável de produtos naturais marinhos: da diversidade a substâncias anticâncer
• Beneficiário: Leticia Veras Costa Lotufo
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Programa BIOTA - Temático
• Processo FAPESP: 17/18235-5 - Potencial anticâncer de substâncias isoladas de Streptomyces SP. recuperada da Ascídia Euherdmania SP
• Beneficiário: Luciana Costa Furtado
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Mestrado
• Processo FAPESP: 20/08987-2 - Efeito de inibidores de histona desacetilase e do proteassoma em modelos de Glioma
• Beneficiário: Luciana Costa Furtado
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado