Chiobouaphong Pharkeovilay, Nicolas Fabre, Thierry Talou, Françoise Nepveu, Valérie Bonzon-Ponnet, Karine Reybier, Nathalie Martins-Froment, Guillaume Marti, Justine Chervin, Pierre Perio, Centre National de la Recherche Scientifique - CNRS (FRANCE), Groupe Berdoues (FRANCE), Institut National Polytechnique de Toulouse - INPT (FRANCE), Institut National de la Recherche Agronomique - INRA (FRANCE), Institut de Recherche pour le Développement - IRD (FRANCE), Université Toulouse III - Paul Sabatier - UT3 (FRANCE), Chimie Agro-Industrielle (CAI), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Ecole nationale supérieure des ingénieurs en arts chimiques et technologiques-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Pharmacochimie et Biologie pour le Développement (PHARMA-DEV), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Ouest]), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Parfumerie Berdoues, Institut de Chimie de Toulouse, Service commun de spectrométrie de masse, Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Ecole nationale supérieure des ingénieurs en arts chimiques et technologiques-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD), Groupe Berdoues Parfums et Cosmétiques, Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Ecole nationale supérieure des ingénieurs en arts chimiques et technologiques (ENSIACET), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT), Institut de Chimie de Toulouse (ICT), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), and Institut National Polytechnique de Toulouse - Toulouse INP (FRANCE)
Introduction In natural product research, bioassay-guided fractionation was previously widely employed but is now judged to be inadequate in terms of time and cost, particularly if only known compounds are ultimately isolated. The development of metabolomics, along with improvements in analytical tools, allows comprehensive metabolite profiling. This enables dereplication to target unknown active compounds early in the purification workflow. Objectives Starting from an ethanolic extract of violet leaves, this study aims to predict redox active compounds within a complex matrix through an untargeted metabolomics approach and correlation analysis. Methods Rapid fractionation of crude extracts was carried out followed by multivariate data analysis (MVA) of liquid chromatography-high resolution mass spectrometry (LC-HRMS) profiles. In parallel, redox active properties were evaluated by the capacity of the molecules to reduce 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH.) and superoxide (O-2(.-)) radicals using UV-Vis and electron spin resonance spectroscopies (ESR), respectively. A spectral similarity network (molecular networking) was used to highlight clusters involved in the observed redox activities. Results Dereplication on Viola alba subsp. dehnhardtii highlighted a reproducible pool of redox active molecules. Polyphenols, particularly O-glycosylated coumarins and C-glycosylated flavonoids, were identified and de novo dereplicated through molecular networking. Confirmatory analyses were undertaken by thin layer chromatography (TLC)-DPPH-MS assays and nuclear magnetic resonance (NMR) spectra of the most active compounds. Conclusion Our dereplication strategy allowed the screening of leaf extracts to highlight new biologically active metabolites in few steps with a limited amount of crude material and reduced time-consuming manipulations. (LC-HRMS) profiles. In parallel, redox active properties were evaluated by the capacity of the molecules to reduce 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH.) and superoxide (O-2(.-)) radicals using UV-Vis and electron spin resonance spectroscopies (ESR), respectively. A spectral similarity network (molecular networking) was used to highlight clusters involved in the observed redox activities. Results Dereplication on Viola alba subsp. dehnhardtii highlighted a reproducible pool of redox active molecules. Polyphenols, particularly O-glycosylated coumarins and C-glycosylated flavonoids, were identified and de novo dereplicated through molecular networking. Confirmatory analyses were undertaken by thin layer chromatography (TLC)-DPPH-MS assays and nuclear magnetic resonance (NMR) spectra of the most active compounds. Conclusion Our dereplication strategy allowed the screening of leaf extracts to highlight new biologically active metabolites in few steps with a limited amount of crude material and reduced time-consuming manipulations. This approach could be applied to any kind of natural extract for the study of various biological activities.