Analyse de la diversité chimique des extraits par les réseaux moléculaires

Chaque extrait AcOEt provenant des endophytes de notre communauté a été analysé par UHPLC-MS/MS chez nos collaborateurs à l’Université de Genève. Les données ont ensuite été retraitées par le logiciel MZmine 2 afin de générer des réseaux moléculaires (Partie 10.4.3 p.192).204,349

Dans ces réseaux moléculaires, la quantification relative des ions (nœuds) dans les extraits est représentée par une répartition en secteur avec différentes couleurs suivant leur provenance. Les proportions de ce diagramme correspondent aux aires respectives du signal de l’ion dans les profils chromatographiques.

7.1.1. Observation de la diversité chimique des champignons endophytes

Un réseau moléculaire a été construit avec les données UHPLC-MS/MS des 131 extraits à l’AcOEt des champignons endophytes de notre communauté. Ce réseau est composé de 28 719 nœuds. Des nœuds issus des quatre extraits actifs se retrouvent dans douze clusters différents (Figure VII. 1).

348 Barthélemy M., Elie N., et al., Structural identification of antibacterial lipids from amazonian palm tree endophytes through the molecular network approach. International Journal of Molecular Sciences 2019, 20, p. 2006.

349 Pluskal T., Castillo S., et al., MZmine 2: modular framework for processing, visualizing, and analyzing mass spectrometry-based molecular profile data. BMC Bioinformatics 2010, 11, p. 395.

132 Figure VII. 1. Réseau moléculaire construit avec les données UHPLC-MS/MS des 131 extraits AcOEt des champignons endophytes. Les clusters annotés regroupent des ions provenant d’extraits de champignons actifs contre SARM. Zoom en annexes

133 Sept de ces clusters renferment des nœuds issus des deux souches de Fusarium sp. (BSNB-0575 et -0651) (Annexe S34). Un de ces clusters regroupe des analogues de depsipeptides d’après la comparaison des données MS/MS avec celles de bases de données. En effet, les ions à m/z 640,42, 654,43 et 668,45 ont une correspondance spectrale avec des depsipeptides formés de valines, de leucines et/ou isoleucines (Figure VII. 2). Ces composés sont également retrouvés dans les extraits de Fusarium sp. (BSNB-0581 et -0647) possédant une CMI de 128 µg/mL. Ces différences d’activité entre les extraits de Fusarium sp. peuvent être expliquées par les proportions relatives des métabolites dans les extraits (Annexe S35).

Figure VII. 2. Zoom du cluster 2 issu du précédent réseau moléculaire. Ce cluster regroupe des ions provenant d’extraits de Fusarium sp. qui semblent être des analogues de depsipeptides d’après leur spectre de fragmentation.

Des nœuds issus de l’extrait de Fusarium decemcellulare BSNB-0303 se retrouvent dans quatre différents clusters (Annexe S34). Ces clusters renferment également des ions analogues de peptides ou de depsipeptides. En effet, le depsipeptide exumolide A formé de phénylalanines, prolines et leucines est annoté dans un des clusters. L’observation des spectres MS/MS des nœuds des trois autres clusters montre des pertes de neutre caractéristiques de la fragmentation d’un peptide : 113,08 (leucine/isoleucine), 99,07 (valine), 71,04 (alanine) et 101,05 (thréonine). Sans identifier les molécules, nous pouvons supposer que ces souches du genre Fusarium produisent de nombreux peptides.

De même, l’extrait de la souche Akanthomyces BSNB-0732 présente des ions se retrouvant dans un cluster d’analogues de cyclopeptides d’après la correspondance spectrale de nœuds avec les GameXPeptides A, B et C (Annexe S34).

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7.1.2. Observation de la diversité chimique des bactéries endophytes

Un réseau moléculaire a été formé avec les données UHPLC-MS/MS des 66 extraits à l’AcOEt des bactéries endophytes de notre communauté. Ce réseau généré est composé de 13 763 nœuds (Figure VII. 3. A).

Figure VII. 3. A) Réseau moléculaire construit avec les données UHPLC-MS/MS des 66 extraits AcOEt des bactéries endophytes. B) Clusters contenant des ions provenant des extraits de Luteibacter sp. C) Clusters contenant des ions provenant de l’extrait de la souche active de Bacillus sp. D) Répartition des ions des clusters de C) suivant le genre bactérien des extraits d’où ils proviennent.

Ce réseau montre des clusters d’ions appartenant spécifiquement aux deux extraits actifs de Luteibacter sp. BSNB-0719 et BSNB-0721 (Figure VII. 3. B). La comparaison des spectres de fragmentation des nœuds qui composent ces clusters avec les données MS/MS disponibles dans les bases de données montrent que ces extraits de Luteibacter sp. sont entre autres composés d’analogues d’acides gras. En revanche, les autres clusters spécifiques à ces deux souches indiquent une potentielle originalité chimique au sein de ces souches. Notamment, les signaux des ions à m/z 442,43, 456,44, 618,50 et 472,44 retrouvés dans un cluster de nœuds spécifiques aux souches Luteibacter sp. sont détectables sur le spectre MS de l’extrait (Figure VII. 4). Ces métabolites semblent plutôt apolaires car les signaux associés sont observés en fin de gradient sur phase inverse C18. Les spectres MS/MS de ces ions n’ont pas permis d’identifier de potentiels analogues par comparaison avec les spectres référencés dans les bases de données. Ces métabolites semblent donc intéressants à identifier structurellement.

135 Figure VII. 4. Spectre XIC (base peak) de l’extrait BSNB-0719 (Luteibacter sp.). Des ions d’un cluster spécifique à l’extrait sont associés aux signaux de ce spectre.

Curieusement, parmi les 12 souches de Bacillus de notre communauté, la souche BSNB-0730 est la seule à posséder un extrait actif contre SARM. Le réseau moléculaire ne permet pas d’identifier un cluster d’ions qui serait spécifique à cette souche comparée aux autres Bacillus sp. et qui permettrait d’expliquer cette différence d’activité (Figure VII. 3. C). Au contraire, les clusters où apparaissent des nœuds présents dans l’extrait de BSNB-0730 se retrouvent également dans des extraits de différents genres bactériens, ou alors dans les autres extraits de Bacillus (Figure VII. 3. D). Un de ces clusters est d’ailleurs identifié comme contenant des analogues de la surfactine à m/z 1036,70 souvent retrouvées au sein des souches du genre Bacillus (Figure VII. 3. C).350