Ion Mobility Separation Of Marine Natural Products: Characellides from the Deep-sea Sponge Characella pachastrelloides

Význam tématu

Deep-sea houby, jako Characella pachastrelloides, jsou bohatým zdrojem nových přírodních produktů. Glykolipopeptidy characellidy vykazují protizánětlivé účinky a jejich detailní strukturální charakterizace přispívá k objevu terapeuticky cenných látek.

Cíle a přehled studie

Cílem bylo:

• vyvinout metodu pro rozlišení isomerních characellidů pomocí iontové mobility
• naměřit kolizní průřezy (CCS) pro dostupné referenční sloučeniny a predikce
• vyhodnotit možnost objevování nových derivátů v komplexních extraktech

Použitá metodika a instrumentace

Vzorky houby byly extrahovány směsí MeOH–CH2Cl2, frakcionovány RP-C18 VLC. Analýza probíhala na UPLC ACQUITY Premier s kolonkou HSS T3 a Cyclic IMS SELECT SERIES.
Iontizace ESI+, separace pomocí 1–6 průchodů IMS, MS analyzátor ve V módu (rozlišení ~60 000). Pro měření CCS se použilo AllCCS a pro molekulární networking platforma GNPS.

Hlavní výsledky a diskuse

• Iontová mobilita umožnila rozlišit isomery characellidů A a B při šesti průchodech (CCS ~288,8 vs 288,4 Å2)
• Naměřené CCS hodnoty pro characellidy A–D: A 289,51 Å2 (RT 3,31 min), B 286,84 Å2 (3,26 min), C 286,79 Å2 (2,77 min), D 284,35 Å2 (2,74 min)
• FBMN na platformě GNPS odhalilo dva nové sloučeniny se stejným vzorcem jako C/D a další přidružené characellidy
• CID fragmentace potvrdila strukturální prvky a rozšířila chemickou diverzitu sledované skupiny

Přínosy a praktické využití metody

• IMS poskytuje dodatečnou dimenzi separace pro isomery, komplementární k NMR
• Umožňuje studium komplexních směsí i při nízkých koncentracích látek
• CCS databáze přispívá k rychlé anotaci a screening přírodních produktů

Budoucí trendy a možnosti využití

• Vylepšení rozlišení IMS a víceprůchodových modulů pro detailnější separaci
• Integrované AI nástroje pro predikci struktury na základě CCS a MS/MS dat
• Rozšíření veřejných CCS databází a sdílených molekulárních sítí pro přírodní produkty
• Aplikace IMS v rychlém screeningu bioaktivních sloučenin a environmentálních vzorků

Závěr

Studie ukazuje, že iontová mobilita je efektivní nástroj pro separaci isomerických characellidů, přesné měření jejich CCS hodnot a objev nových derivátů v extraktu z hloubinné houby. Kombinace IMS, MS/MS a molekulárního networkingu rozšiřuje možnosti charakterizace přírodních produktů.

Reference

1. Carter H.J. Annals and Magazine of Natural History 18(105), 226-240 (1876)
2. Afoullouss S. et al. Organic Letters 21(1), 246-251 (2019)
3. Afoullous S. et al. Marine Drugs 20, 52 (2022)
4. Zhou Z. et al. Nature Communications 11, 4334 (2020)
5. Wang M. et al. Nature Biotechnology 34(8), 828-837 (2016)
6. McCullagh M. et al. Talanta 234, 122604 (2021)