Academic literature on the topic 'Métabolomique (LC-MS)'

La forme la plus sévère de paludisme est causée par le parasite unicellulaire P. falciparum. Lors de la phase intra-érythrocytaire de son développement, P. falciparum met en place des fonctions métaboliques nécessaires à son développement dans l'érythrocyte, à sa multiplication et enfin à sa dissémination vers d'autres érythrocytes. Comprendre et élucider les structures et les dynamiques du réseau métabolique chez le parasite, permettent de découvrir de nouvelles voies métaboliques et des étapes clefs qui peuvent jouer un rôle important dans le développement du parasite. Elles permettent également de déterminer le mécanisme d'action des agents antipaludiques et de mieux comprendre les résistances associées aux traitements existants. Dans cet objectif, une approche métabolomique ciblée, utilisant la chromatographie liquide couplée à la spectrométrie de masse en tandem (LC-MS/MS) a été utilisée. Cette approche consiste en une quantification absolue de métabolites impliqués dans les voies de biosynthèse des phospholipides membranaires du parasite mais également d'autres métabolites qui reflètent son statut métabolique. Nous avons dans un premier temps, déterminé les distributions et les quantités absolues des métabolites présents dans un érythrocyte infecté par P. falciparum en comparaison avec un érythrocyte sain. Nous avons également mis en évidence les perturbations causées par cette infection sur le métabolisme de l'érythrocyte humain ainsi que les différents échanges qu'entretien le parasite avec sa cellule hôte mais également avec le milieu extracellulaire. Le métabolisme phospholipidique de Plasmodium est complexe car il possède plusieurs voies de synthèses opérant à partir de précurseurs initiaux distincts et conduisant à la synthèse d'un même produit final. Dans l'objectif d'étudier la contribution relative des différentes voies métaboliques dans la biosynthèse des phospholipides majoritaires chez P. falciparum (PC et PE), nous avons développé une approche qui consiste à incuber les érythrocytes infectés en présence de précurseurs marqués
The most severe form of malaria is caused by the single-celled parasite P. falciparum. During the intra-erythrocytic stage of its development, P. falciparum implements several metabolic functions necessary for its development in the erythrocyte, its multiplication and finally to its spread to other erythrocytes. Understand and elucidate the structures and the dynamics of the parasite's metabolic network is useful to discover new metabolic pathways and key steps that may play an important role in the development of the parasite. They also help determine the mechanism of action of antimalarial agents and better understand the resistances associated with available treatments. For this purpose, a targeted metabolomics approach, using liquid chromatography-tandem mass spectrometry (LC-MS/MS) was used. This approach consists of an absolute quantitation of metabolites involved in the biosynthesis of membrane phospholipids of the parasite but also other metabolites that reflect its metabolic status. We initially determined the distributions and the absolute amounts of metabolites in infected erythrocytes in comparison with healthy erythrocytes. We also highlighted the disruption caused by this infection on the metabolism of the human erythrocyte and the various interactions between the parasite and its host cell as well as the extracellular medium. The phospholipids metabolism of Plasmodium is complex because it has several synthetic pathways operating from separate initial precursor and leading to the synthesis of a single end product. With the aim to study the relative contribution of these different metabolics pathways in the biosynthesis of the most important phospholipids in P. falciparum (PC and PE), we have developed an approach that involves incubation of infected erythrocytes in the presence of labeled precursors

En milieu marin, toute surface immergée est soumise à une colonisation par de nombreux organismes (biofouling). Le développement de biofilms est une étape clé du phénomène. Les systèmes de communication y sont contrôlés par le biais de signaux chimiques. Dans ce travail, l’étude de la signature métabolique de biofilms naturels formé in situ a été réalisée selon un gradient de pollution en contaminants métalliques dans la rade de Toulon et selon la nature du revêtement de la surface immergée. De nettes variations chimiques des biofilms prélevés sont observées et sont corrélées avec des variations en termes de communauté microbiennes. L’étude in vitro de 4 souches bactériennes issues de biofilms naturels a permis, après optimisation des méthodologies d’analyse, une discrimination selon leur profil métabolique. Des biomarqueurs ont été mis en évidence, avec notamment la production de lipides ornithine par la souche Pseudoalteromonas lipolytica. La réponse biologique de cette souche en fonction de son phénotype et face à un stress cuprique a été étudiée par métabolomique et protéomique révélant d’importantes modulations de certaines voies biosynthétiques
In the marine environment, any immersed surface is subjected to colonization by many organisms (biofouling). The biofilms development is a key stage of this phenomenon. Communication systems are controlled in these structures by chemical signals. In this work, the study of the chemical signature of natural biofilms formed in situ was carried out among a gradient of contamination of metal contaminants in the bay of Toulon and according to the nature of the coating on the immersed surface. Clear chemical variations of the biofilms collected were observed and were correlated with variations in microbial community. The in vitro study of 4 bacterial strains harvested from natural biofilms allowed, after optimization of the analysis methodologies, their discrimination according to their metabolic profile. Biomarkers were highlited, particularly ornithine lipids production by the Pseudoalteromonas lipolytica strain. The biological response of this strain depending on its phenotype and face to copper stres was studied by metabolomics and proteomics revealing important modulations of certain biosynthetic patways

En milieu marin, toute surface immergée est soumise à une colonisation par de nombreux organismes (biofouling). Le développement de biofilms est une étape clé du phénomène. Les systèmes de communication y sont contrôlés par le biais de signaux chimiques. Dans ce travail, l’étude de la signature métabolique de biofilms naturels formé in situ a été réalisée selon un gradient de pollution en contaminants métalliques dans la rade de Toulon et selon la nature du revêtement de la surface immergée. De nettes variations chimiques des biofilms prélevés sont observées et sont corrélées avec des variations en termes de communauté microbiennes. L’étude in vitro de 4 souches bactériennes issues de biofilms naturels a permis, après optimisation des méthodologies d’analyse, une discrimination selon leur profil métabolique. Des biomarqueurs ont été mis en évidence, avec notamment la production de lipides ornithine par la souche Pseudoalteromonas lipolytica. La réponse biologique de cette souche en fonction de son phénotype et face à un stress cuprique a été étudiée par métabolomique et protéomique révélant d’importantes modulations de certaines voies biosynthétiques
In the marine environment, any immersed surface is subjected to colonization by many organisms (biofouling). The biofilms development is a key stage of this phenomenon. Communication systems are controlled in these structures by chemical signals. In this work, the study of the chemical signature of natural biofilms formed in situ was carried out among a gradient of contamination of metal contaminants in the bay of Toulon and according to the nature of the coating on the immersed surface. Clear chemical variations of the biofilms collected were observed and were correlated with variations in microbial community. The in vitro study of 4 bacterial strains harvested from natural biofilms allowed, after optimization of the analysis methodologies, their discrimination according to their metabolic profile. Biomarkers were highlited, particularly ornithine lipids production by the Pseudoalteromonas lipolytica strain. The biological response of this strain depending on its phenotype and face to copper stres was studied by metabolomics and proteomics revealing important modulations of certain biosynthetic patways

Parmi les nombreux pathogènes fongiques susceptibles d’infecter les épis de maïs, les espèces appartenant au genre Fusarium sont particulièrement préoccupantes pour la filière maïsicole. La fusariose est susceptible d’induire des pertes de rendement considérables et est fréquemment associée à une contamination des épis par des mycotoxines. Un des leviers prometteur repose sur la sélection génétique de plantes résistantes à Fusarium et à l’accumulation de mycotoxines. Plusieurs Quantitative Trait Loci (QTL) ont été identifiés d’après la caractérisation moléculaire de la résistance à la fusariose chez le maïs. Cependant malgré les progrès des approches génétiques, les mécanismes moléculaires impliqués restent en grande partie inconnus. L’identification de métabolites majeurs associés à la résistance reste donc indispensable pour la création d’un outil d’aide à la sélection variétale. Une approche métabolomique combinant de la spectrométrie de masse et de la 1H-RMN a été mise au point pour identifier un ensemble de métabolites de défense, constitutifs ou induits par l’infection, susceptibles d’intervenir dans la résistance à Fusarium. Cette approche a été appliquée aux grains à deux stades de développement sur 20 variétés présentant des degrés de résistance contrastés inoculés ou non avec une souche de Fusarium graminearum toxinogène par le canal des soies. Les résultats obtenus mettent en évidence un panel de métabolites liés à la résistance ou la sensibilité des variétés de maïs
Fusarium graminearum is the main causal agent of maize ear rot or Gibberella ear rot (GER), an important fungal disease affecting maize. GER leads to significant economic loss and serious health issues due to the ability of F. graminearum to produce mycotoxins such as type B trichothecenes. One promising approach to control Giberella Ear Rot and reduce mycotoxins contamination is to promote host-genetic resistance. Several Quantitative Trait Loci (QTLs) have been identified in maize. However molecular basis to resistance to Fusarium infection remains largely unknown and the success of selection for GER resistance is still challenging. Biochemical approaches can provide valuable insights in the mechanisms crops employ against F. graminearum and its production of mycotoxins. A biochemical profiling could actually be an efficient way to decipher plant-pathogen interactions and progress in screening resistant maize lines. This study aims to elucidate the metabolic profiling of F. graminearum resistance and toxin accumulation in kernels toward the combination of high resolution mass spectrometry and 1H NMR to identify a large set of metabolites, preformed, constitutive as well as inducible defense metabolites that could play a key role in GER resistance. This approach was applied to kernels harvested at two developmental stages. Twenty genotypes with contrasting levels of resistance were inoculated, or not, with a toxigenic Fusarium graminearum strain through the silk channel. The obtained data allowed highlighting a set of biochemical compounds linked to the resistance or susceptibility of maize genotypes

La lavande et le lavandin sont des plantes à parfums très appréciées des industries cosmétiques et de la parfumerie, et sont un des symboles de la Provence. Seulement, les lavanderaies françaises subissent un fort déclin depuis une quinzaine d’années lié à des épisodes de sécheresse et à une maladie communément appelée « le dépérissement de la lavande ». Cette maladie est provoquée par une bactérie sans paroi le phytoplasme du Stolbur (Candidatus Phytoplasma solani) et véhiculée par un insecte la cicadelle (Hyalestes obsoletus). Cette thèse se propose d’étudier les interactions tripartites entre l’insecte, la plante et la bactérie à travers les modifications induites sur les composés organiques non volatiles (COnVs).Pour répondre à cette problématique, une approche métabolomique non ciblée a été développée et réalisée sur quatre variétés de lavande (7713, maillette) et de lavandin (abrial, grosso). Pour ce faire, une campagne d’échantillonnage a été menée en champs et a conduit au prélèvement de 480 échantillons. Des triplicats d’extraction ont ensuite été réalisés par extraction solide-liquide assistée par ultra-sons avec un mélange eau-éthanol (50:50, v/v). Les analyses ont été conduites sur une UPLC-HRMS (XevoG2 QTOF, Waters). Le traitement des données a été effectué sur la plateforme W4M-Galaxy pour l’extraction des données spectrales, et sur MetaboAnalyst pour les corrections et les tests statistiques (ACP et PLS-DA). Les résultats obtenus ont mis en évidence des différences significatives entre des variétés sensibles et tolérantes au phytoplasme du Stolbur pour chaque organe étudié (parties chlorophylliennes / inflorescences). Des signatures chimiques distinctes en fonction de l’état symptomatique des plants (symptomatique/asymptomatique) ont également pu être révélées pour plusieurs variétés et parties de la plante. En fonction des organes, des composés discriminants du caractère symptomatique communs à plusieurs variétés ont été détectés. Plusieurs dérivées de chlorophylles et des caroténoïdes ont été trouvés comme probables marqueurs de l’état sanitaires des plantes
Fine lavender and lavandin are historic and emblematic crops of Provence (South-East France). They are cultivated for their aromatic and perfume properties. They represented an important economic value in France. Nevertheless, over the last decades, lavender’s field decline because of the lack of rain fall and a disease name “yellow disease”. This infection lead to phloem-limited bacterial pathogen (Candidatus Phytoplasma solani) and transmitted by a planthopper (Hyalesthes obsoletus). The purpose of this PhD is to study induced chemical defences (i.e. non-volatile organic compounds) in order to better understand interaction between insect, plant and bacteria. To answer this issue, an untargeted metabolomic approach was developed. Four varieties chosen for their sensibility or tolerance against phytoplasma, were used: two lavender (7713, maillette) and two lavandin (abrial, grosso), and 480 samples were collected. Compound extraction was performed by a solid-liquid extraction assisted by ultrasounds with an ethanol-water mixture (50:50, v/v). Afterwards, 1429 extracts were analysed by an UPLC-HRMS (XevoG2 QTOF, Waters). Spectral data was first handle using W4M-Galaxy to obtain a peak table fitting by statistical tools. Next, MetaboAnalyst was conducted to correct data and performed multivariate analyses. PCA was used to visualize trends and outliers. PLS-DA was applied to highlight biological differences between subgroups, to discover the most relevant factors and detected biomarkers. The most discriminant compounds specific to sensitivity/tolerant species as well as to plant symptomatic status (asymptomatic/symptomatic) were annotated. Chlorophyll derivatives, under-expressed in symptomatic plants, are probably health plant status biomarkers

Cette thèse initie et développe un programme ayant pour but de définir une stratégie de priorisation efficace pour accélérer la découverte de molécules bioactives au sein d’extraits végétaux. Dans le cadre de ce projet, plusieurs criblages biologiques ont été menés sur une collection de 292 extraits d'Euphorbiaceae.Afin d’identifier et cibler au sein de ces mélanges complexes les structures d’intérêt biologique tout en écartant les molécules connues ou présentant un intérêt structural limité, les profils métabolomiques des extraits ont été acquis par spectrométrie de masse tandem. Pour exploiter au mieux la quantité d'information générée par ces analyses, les spectres MS2 ont ensuite été organisés sous forme de réseaux moléculaires. Ces réseaux permettent de lier les ions détectés en fonction de la similarité de leurs voies de fragmentation et donc de leur proximité structurale. Les informations taxonomiques et d’activités biologiques ont été croisées avec les données spectrales au sein de cette carte moléculaire multi-informative, offrant ainsi une approche nouvelle pour accélérer la découverte de nouveaux ligands des cibles biologiques étudiées et pour une sélection plus pertinente des extraits à forte diversité structurale.Si l’outil des réseaux moléculaires représente une méthode innovante et particulièrement instructive pour le phytochimiste, il présente cependant quelques défauts qui limitent son spectre d'utilisation et ses capacités en métabolomique. Une deuxième partie de cette thèse a donc été consacrée à l’implémentation d’une étape de prétraitement pour améliorer la fiabilité des réseaux et au développement de MetGem, un logiciel dédié à la génération de réseaux moléculaires permettant d’optimiser la gestion et l’analyse des matrices de scores de similarité spectrale
This thesis initiates and develops a program seeking to accelerate the discovery of new therapeutic molecules using an efficient prioritization strategy. As part of this project, a collection of 292 Euphorbiaceae extracts was screened over several biological targets.To focus on unknown bioactive chemicals and to avoid the isolation of known or inactive molecules, the acquisition of high resolution tandem mass spectrometry profiles of these extracts was performed. To highlight relevant information within these data, MS2 spectra were organized as molecular networks. It consists in visualizing tandem mass spectrometry data by detecting related MS2 spectra and representing them in a same spectral space. Taxonomical details and bioassay screening results were merged with the network visualization to generate a comprehensive multi-informative molecular map, which offers a radically novel outlook to target novel bioactive scaffolds and select extracts with high structural diversity. Although very instructive for the phytochemist, the molecular networking tool has some imperfections that limit its potential in metabolomics. Therefore, the second part of this thesis was dedicated to the introduction of a data preprocessing step to enhance the networks reliability and to the development of MetGem, a software dedicated to the generation of molecular networks to improve the way matrices of similarity scores are managed and analyzed

Les contaminants organiques sont des substances nocives présentes dans l'environnement qui peuvent affecter la santé humaine et les écosystèmes. Parmi eux, les composés pharmaceutiques et les pesticides sont liés à de nombreuses maladies chez l'homme. Ils peuvent également affecter des espèces non-cibles dans l'environnement. Dans le cas des pesticides, largement utilisés en agriculture, des alternatives sont à l'étude. Les biopesticides, qui sont des substances complexes dérivées de sources naturelles, représentent une alternative aux pesticides. Ils sont présumés moins nocifs ; cependant, les réglementations actuelles ne sont pas bien adaptées à ces substances. Par conséquent, de nouveaux paramètres doivent être développés pour étudier le devenir et l'impact des biopesticides. Au sein de l'unité de recherche CRIOBE, une nouvelle méthode appelée « Environmental Metabolic Footprinting » (EMF) a été développée. Cette méthode repose sur l'utilisation de la métabolomique non-ciblée par LC-MS afin d'étudier le devenir et l'impact environnemental des substances complexes comme les biopesticides, en analysant le méta-métabolome de la matrice environnementale, qui comprend à la fois l'endométabolome (métabolome de la matrice environnementale) et le xénométabolome (composés contaminants organiques et leurs produits de dégradation). L'objectif de ma thèse était d'apporter de nouveaux développements à l'approche EMF afin de mettre en place une approche pour l'évaluation des risques environnementaux (ERA) des contaminants organiques dans les matrices environnementales des sols et des sédiments. De nouveaux paramètres ont été mis en place et des approches supplémentaires -omiques ont été introduites. Dans le premier chapitre, je me concentre sur la détermination de la méthode d'extraction chimique optimale et du kit d'extraction d'ADN optimal pour analyser le devenir et l'impact des contaminants organiques dans les matrices de sédiments. Quatre méthodes d'extraction chimique ont été comparées, et pour l'extraction d'ADN, cinq kits commerciaux ont été testés. En utilisant les résultats de la LC-MS, j'ai identifié la méthode d'extraction chimique optimale et, en analysant les métriques de diversité alpha et bêta, le meilleur kit d'extraction d'ADN a été sélectionné. Le deuxième chapitre se concentre sur le développement d'un flux de travail statistique pour étudier le devenir des contaminants organiques tels que les biopesticides (par exemple, Beloukha). Ce flux de travail inclut le développement d'un nouveau paramètre, le temps de dissipation, qui correspond au temps nécessaire à la dissipation des contaminants organiques. Une expérience cinétique de 57 jours a été menée sur une matrice de sol (microcosme) et le bioherbicide Beloukha. En utilisant un flux de travail ad hoc et des scripts développés, nous avons pu extraire les composés biopesticides du méta-métabolome et déterminer le temps de dissipation de Beloukha. Dans le troisième chapitre, je me concentre sur l'impact de Beloukha sur la biodiversité. Le métabarcoding bactérien et eucaryote a été réalisé. Les résultats montrent que les composés biopesticides ont un impact significatif sur les bactéries et les microeucaryotes, alors qu'aucun effet significatif n'a été observé sur les métazoaires. De plus, nous avons pu identifier les taxons spécifiques impactés et les métabolites responsables. En conclusion, ce travail a permis d'apporter des améliorations significatives à l'approche EMF, la rendant plus intégrative et adaptée à l'étude du devenir et de l'impact des contaminants organiques dans différents types de matrices (sol, sédiment, etc.). L'introduction de l'approche génomique permettra de déterminer plus en détail l'impact des contaminants organiques sur la biodiversité. Les nouveaux développements, contribueront à mettre à jour les réglementations existantes, les rendant plus adaptées aux substances complexes et garantissant l'utilisation sécurisée des biopesticides
Organic contaminants are harmful substances present in the environment that can affect human health and ecosystems. Among them, pharmaceutical compounds and pesticides, are linked to many diseases in humans, such as cancer, respiratory disorders, and neurological disorders. They can also affect non-target species in the environment, including beneficial insects. In the case of pesticides, widely used in agriculture and other fields, alternatives are under consideration. Biopesticides, which are complex substances derived from natural sources such as plants and microorganisms, present a promising alternative to pesticides. They are presumed to be less harmful; however, the existing regulations are not well adapted to these substances, and current parameters, like DT50 and DT90, are not suitable for studying the degradation of biopesticides. Therefore, new parameters need to be developed to study the fate and impact of biopesticides. At CRIOBE research unit, a new method called Environmental Metabolic Footprinting (EMF) has been developed. This method is based on the use of non-target metabolic LC-MS in order to study the environmental fate and impact of organic contaminants and in particularly complex substances like biopesticides by analyzing the environmental matrix meta-metabolome, which includes both the endometabolome (environmental matrix metabolome) and the xenometabolome (organic contaminant compounds and their degradation products). The aim of my PhD was to bring new developments to the EMF approach in order to set up an approach for the Environmental Risk Assessment (ERA) of organic contaminants in soil and sediment environmental matrices. New parameters were set-up and additional -omics approaches were introduced. In the first chapter, I focus on determining the optimal chemical extraction method and the optimal DNA extraction kit for analyzing the fate and impact of organic contaminants in sediment matrices. Four chemical extraction methods were compared, and for DNA extraction, five commercial kits were tested. Using LC-MS results, I identified the optimal chemical extraction method, and by analyzing alpha and beta diversity metrics, the best DNA extraction kit was selected. These findings will make the EMF approach suitable and well-adapted for studying organic contaminants in sediment matrices. The second chapter centers on the development of a statistical workflow to study the fate of organic contaminants such as biopesticides (e.g., Beloukha). This workflow includes the development of a new parameter, dissipation time, which corresponds to the time required for the dissipation of organic contaminants. A 57-day kinetic experiment was conducted on a soil matrix (microcosm) and the bioherbicide Beloukha. Using ad-hoc workflow and develo pedscripts, we were able to extract biopesticide compounds from the meta-metabolome and determine the dissipation time of Beloukha. In the third chapter, I focus on the impact of Beloukha on biodiversity. Bacterial and eukaryotic metabarcoding (16S and 18S Ribosomal ribonucleic acid (rRNA) genes) were performed. The results show that biopesticide compounds significantly impacted bacteria and microeukaryotes, whereas no significant effect was observed on metazoa. Additionally, we were able to identify the specific taxa impacted and the metabolites responsible. In conclusion, this work has led to significant improvements in the EMF approach, making it more integrative and suitable for studying the fate and impact of organic contaminants in different types of matrices (soil, sediment, etc.), the introduction of genomic approach will help to determine in more details the impact of the organic contaminant on biodiversity. The new developments such as dissipation time will help update existing regulations, making them more suitable for complex substances and ensuring the safe use of biopesticides to preserve ecosystem balance

Les plantes médicinales constituent une source inexhaustible de composés (des produits naturels - PN) utilisé en médecine pour la prévention et le traitement de diverses maladies. L'introduction de nouvelles technologies et méthodes dans le domaine de la chimie des produits naturels a permis le développement de méthodes ‘high throughput’ pour la détermination de la composition chimique des extraits de plantes, l'évaluation de leurs propriétés et l'exploration de leur potentiel en tant que candidats médicaments. Dernièrement, la métabolomique, une approche intégrée incorporant les avantages des technologies d'analyse moderne et la puissance de la bioinformatique s’est révélé un outil efficace dans la biologie des systèmes. En particulier, l'application de la métabolomique pour la découverte de nouveaux composés bioactifs constitue un domaine émergent dans la chimie des produits naturels. Dans ce contexte, le genre Acronychia de la famille des Rutaceae a été choisi sur la base de son usage en médecine traditionnelle pour ses propriétés antimicrobienne, antipyrétique, antispasmodique et anti-inflammatoire. Nombre de méthodes chromatographiques modernes, spectrométriques et spectroscopiques sont utilisées pour l'exploration de leur contenu en métabolites suivant trois axes principaux constituant les trois chapitres de cette thèse. En bref, le premier chapitre décrit l’étude phytochimique d’Acronychia pedunculata, l’identification des métabolites secondaires contenus dans cette espèce et l'évaluation de leurs propriétés biologiques. Le deuxième chapitre vise au développement de méthodes analytiques pour l'identification des dimères d’acétophénones (marqueurs chimiotaxonomiques du genre) et aux stratégies utilisées pour la déréplication de ces différents extraits et la caractérisation chimique des composés par UHPLC-HRMSn. Le troisième chapitre se concentre sur l'application de méthodologies métabolomique (RMN et LC-MS) pour l'analyse comparative (entre les différentes espèces, origines, organes), pour des études chimiotaxonomiques (entre les espèces) et pour la corrélation des composés contenus avec une activité pharmacologique
Medicinal plants constitute an unfailing source of compounds (natural products – NPs) utilised in medicine for the prevention and treatment of various deceases. The introduction of new technologies and methods in the field of natural products chemistry enabled the development of high throughput methodologies for the chemical composition determination of plant extracts, evaluation of their properties and the exploration of their potentials as drug candidates. Lately, metabolomics, an integrated approach incorporating the advantages of modern analytical technologies and the power of bioinformatics has been proven an efficient tool in systems biology. In particular, the application of metabolomics for the discovery of new bioactive compounds constitutes an emerging field in natural products chemistry. In this context, Acronychia genus of Rutaceae family was selected based on its well-known traditional use as antimicrobial, antipyretic, antispasmodic and anti-inflammatory therapeutic agent. Modern chromatographic, spectrometric and spectroscopic methods were utilised for the exploration of their metabolite content following three basic axes constituting the three chapters of this thesis. Briefly, the first chapter describes the phytochemical investigation of Acronychia pedunculata, the identification of secondary metabolites contained in this species and evaluation of their biological properties. The second chapter refers to the development of analytical methods for the identification of acetophenones (chemotaxonomic markers of the genus) and to the dereplication strategies for the chemical characterisation of extracts by UHPLC-HRMSn. The third chapter focuses on the application of metabolomic methodologies (LC-MS & NMR) for comparative analysis (between different species, origins, organs), chemotaxonomic studies (between species) and compound-activity correlations

L’une des principales contraintes dans l’analyse de produits naturels est l’accès au standard analytique de molécules considérées comme marqueurs d’une plante ou faisant l’objet de restrictions car potentiellement dangereuses. Les problématiques qui en découlent ont tissé le fil conducteur de l’ensemble des travaux de cette thèse. Le premier objectif a été d’étudier les performances qu’offre le couplage entre l’HPTLC et la spectrométrie de masse via l’Interface MS 2 dans le domaine de l’identification de marqueurs de plantes employées dans les compléments alimentaires. Il apparaît que dans le cadre de contrôle de routine, ce couplage a toute sa place car les informations obtenues pourraient permettre l’identification de plantes selon des monographies issues de la pharmacopée européenne. Cependant, dans le cadre de la recherche de nouveaux composés, les résultats obtenus restent malgré tout aléatoires. Le deuxième objectif a été d’étudier la CPC dans le cadre de l’isolement de marqueurs à l’échelle préparative. Pour cela, les valépotriates, molécules soumises à diverses réglementations à travers le monde et dont l’accès au standard analytique est difficile ont été choisie comme analytes modèles. Après un développement de méthode à l’échelle analytique, un transfert d’échelle non linéaire se basant sur le concept de l’« espace libre entre les pics » a été évalué. Pour la première fois ce modèle a été utilisé pour isoler non pas une, mais deux molécules qui en plus, coéluent. La CPC a permis d’isoler en une étape, deux molécules structurellement proches à un niveau de pureté supérieur à 95% et avec un taux de recouvrement de 90%. De plus, cette étude a permis de confirmer la structure du 7-homovaltrate qui faisait, jusqu’alors, l’objet de discussion. Le troisième et dernier objectif de cette thèse a été d’évaluer l’apport de l’HRMS pour la caractérisation et le dosage de familles de composés. Pour illustrer cette étude, les alcaloïdes pyrrolizidiniques (AP), qui sont des molécules responsables de dizaines de milliers d’intoxication à travers le monde, ont été sélectionnés. L’emploi d’une HRMS a permis de mettre en perspective la pertinence des résultats issus d’un dosage des seuls AP dont le standard analytique est disponible car elle a permis d’identifier d’autres AP dans une mauvaise herbe fréquemment incriminée dans la contamination de denrées alimentaires
Principal limitation to natural product analysis is the access to the analytical standards of molecules considered as markers or potentially dangerous. Their emerging issues are the common thread of this doctoral work. The first objective was to study the performances of HPTLC-MS coupling via Interface MS 2 in the field of plants markers identifications that are commonly used in dietary supplements elaboration. It seems that this coupling is really usefull for routine control, because resulting mass spectrometric informations may permit plants identifications in accordance with pharmacopoeias monographs. But, in case of structural elucidation of new active compounds, the obtained results are extremely uncertains. The second objective was to evaluate CPC performances in the field of markers isolation at an industrial scale. To illustrate this study, valepotriates have been chosen. These secondary metabolites are regulated all over the world but the access to their analytical standards remains problematic. After a chromatographic method development at an analytical scale, a non lineary scale up based on the « free space between peak » concept has been performed. For the first time, this concept has been applied to two molecules which, in addition, are co-eluting. CPC allowed a one step isolation of two structurally close molecules at over 95% purity and with 90% recovery. More over, this study permitted to confirm the structure of 7-homovaltrate which was ambiguous. The third and last objectif was to evaluate HRMS for the characterization and the quantification of family of compounds. To illustrate this study, pyrrolizidine alkaloids family (PA) has been selected. These molecules are responsible of tens of thousands deaths around the world. HRMS afforded identification of AP which analytical standard is not available in weed commonly incriminated in food contamination. This put into perspective the relevance of the results obtained through a method that only quantifies available analytical standards of AP. Furthermore, HRMS informations allowed to discriminate a molecule wich had the same fragment ions as the AP but which wasn’t an AP