L'intégration de la spectroscopie RMN en diffusion dans le flux de travail de recherche sur les produits naturels
Souvent, les techniques de chimie synthétique sont préférées par rapport à la recherche sur les produits naturels en ce qui concerne la découverte de médicaments. Les questions liées à l'efficacité en matière de sélection de la source, de dépistage, de déréplication, d'isolation et de processus d'élucidation de la structure freinent le potentiel de recherche et de commercialisation des produits naturels. De nouvelles approches de résonance magnétique nucléaires (RMN) ont été mises au point en vue de fournir des informations spectroscopiques sans avoir besoin de séparer les composants dans un mélange. Les scientifiques du projet DOSYMNPS (Novel applications of diffusion NMR spectroscopy in microbial natural products research) ont développé des méthodologies pour explorer et utiliser l'applicabilité de la spectroscopie à diffusion par RMN pour la caractérisation d'extraits microbiens crus et préfractionnés. Les scientifiques ont pu reconstruire chaque composant dans leurs mélanges artificiels soigneusement conçus des métabolites secondaires. À l'aide d'un nouveau protocole, ils ont extrait un spectre de composant synthétique qui ressemblait beaucoup au spectre réel du composant pur. Bien qu'ils ne puissent pas être appliqués aux extraits microbiens bruts en raison de leur nature complexe, les outils à base de la RMN développés par les membres du projet sont utiles avec des mélanges plus simples comme ceux obtenus par le fractionnement à chromatographie liquide haute performance semi-préparative (HPLC) des extraits bruts. À l'aide de DOSY, les chercheurs ont visé à améliorer l'identification des composants déjà connus, un processus que l'on appelle «déréplication». Les chercheurs ont mis au point un outil de déréplication fondé sur la RMN dans différentes bases de données pour des spectres RMN expérimentaux, des affectations expérimentales et calculées et des produits naturels. Pour améliorer l'exactitude, ils ont mis au point un protocole visant à corréler la masse réelle avec le poids moléculaire estimé des composants du mélange provenant des expériences de RMN à diffusion. Les chercheurs ont également prouvé la faisabilité de l'élucidation structurelle directe de nouveaux métabolites secondaires dans des mélanges simples, à l'aide de données standard 1D et 2D de RMN en association avec des expériences de diffusion. Les résultats de la recherche ont considérablement stimulé la compétitivité de la recherche sur les produits naturels, via un vaste arsenal d'outils à base de la RMN. Ces outils sont actuellement utilisés par le département de chimie de l'institution hôte pour la recherche dans la chimie des produits naturels.
Mots‑clés
Métabolite secondaire, spectre RMN, produits naturels, diffusion RMN, DOSY, déréplication, élucidation de la structure