Article Dans Une Revue Nature Communications Année : 2021

Ion identity molecular networking for mass spectrometry-based metabolomics in the GNPS environment

Daniel Petras
Allegra Aron
  • Fonction : Auteur
Annika Jagels
  • Fonction : Auteur
Johannes Rainer
Ansgar Korf
Zdeněk Kameník
Alan Jarmusch
Kelly Weldon
Carlismari Grundmann
Fernando Vargas
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Irina Koester
Julia Gauglitz
  • Fonction : Auteur
Emily Gentry
Yannick Hövelmann
  • Fonction : Auteur
Svetlana Kalinina
  • Fonction : Auteur
Matthew Pendergraft
Morgan Panitchpakdi
  • Fonction : Auteur
Richard Tehan
  • Fonction : Auteur
Audrey Le Gouellec
Gajender Aleti
  • Fonction : Auteur
Helena Mannochio Russo
  • Fonction : Auteur
Birgit Arndt
  • Fonction : Auteur
Florian Hübner
  • Fonction : Auteur
Heiko Hayen
  • Fonction : Auteur
Hui Zhi
  • Fonction : Auteur
Manuela Raffatellu
Kimberly Prather
  • Fonction : Auteur
Lihini Aluwihare
  • Fonction : Auteur
Sebastian Böcker
Kerry Mcphail
Hans-Ulrich Humpf
Uwe Karst
  • Fonction : Auteur
Pieter Dorrestein

Résumé

Abstract Molecular networking connects mass spectra of molecules based on the similarity of their fragmentation patterns. However, during ionization, molecules commonly form multiple ion species with different fragmentation behavior. As a result, the fragmentation spectra of these ion species often remain unconnected in tandem mass spectrometry-based molecular networks, leading to redundant and disconnected sub-networks of the same compound classes. To overcome this bottleneck, we develop Ion Identity Molecular Networking (IIMN) that integrates chromatographic peak shape correlation analysis into molecular networks to connect and collapse different ion species of the same molecule. The new feature relationships improve network connectivity for structurally related molecules, can be used to reveal unknown ion-ligand complexes, enhance annotation within molecular networks, and facilitate the expansion of spectral reference libraries. IIMN is integrated into various open source feature finding tools and the GNPS environment. Moreover, IIMN-based spectral libraries with a broad coverage of ion species are publicly available.

Domaines

Biotechnologies

Dates et versions

hal-04883951 , version 1 (13-01-2025)

Identifiants

Citer

Robin Schmid, Daniel Petras, Louis-Félix Nothias, Mingxun Wang, Allegra Aron, et al.. Ion identity molecular networking for mass spectrometry-based metabolomics in the GNPS environment. Nature Communications, 2021, 12 (1), pp.3832. ⟨10.1038/s41467-021-23953-9⟩. ⟨hal-04883951⟩
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