Optimisation of 1D and 2D in vivo 1H NMR to study tropane alkaloid metabolism in Pseudomonas

1H NMR has been used for the quantitative in vivo analysis of tropinone metabolism in Pseudomonas AT3 cultures. Quantification of the metabolites solely by 1D NMR proved difficult as a result of large overlaps in the 1H spectrum due to similar metabolite structures. We show, however, that good resolution of all target metabolites is obtained by using 2D TOCSY NMR. Several mixing times were tested in order to obtain spectra with high cross-peak intensities for accurate quantification. The metabolism of tropinone in Pseudomonas AT3 to tropine and pseudotropine was successfully quantified directly by NMR. Quantification was carried out with the aid of calibration curves obtained with standard mixtures of tropinone, tropine and pseudotropine at various concentrations.

RésuméL'analyse quantitative des métabolites de la tropinone dans des cultures de Pseudomonas AT3 a pu être réalisée in vivo par RMN 1H. La quantification de ces métabolites par RMN monodimensionnelle est difficile, en raison de recouvrements spectraux provenant de métabolites de structures similaires. En revanche, il a été possible d'obtenir une séparation suffisante en utilisant une séquence bidimensionnelle TOCSY. Plusieurs temps de mélange ont été testés afin d'obtenir des taches de corrélation d'intensités compatibles avec une analyse quantitative. Ainsi, le métabolisme de la tropanone en tropanol et en pseudotropanol a pu être directement quantifié par RMN à l'aide de courbes de calibration.