Richard ROBINS

Étude des paramètres biologiques et des mécanismes enzymatiques qui engendrent un fractionnement isotopique au cours de la biosynthèse de produits naturels.

Thèmes de Recherche

Application de la chimie bio-organique à la compréhension de la biosynthèse des produits naturels et des facteurs qui engendrent une répartition non statistique des isotopes lourds dans tels produits. Ma contribution scientifique est centrée sur la découverte des paramètres biologiques fondamentaux qui sont sensibles aux isotopes lourdes, sur la description quantitative des mécanismes réactionnels qui engendrent le fractionnement isotopique, et sur la modélisation et prédiction des effets isotopiques afin d'exploiter les connaissances obtenues dans le monde industriel.

Pour mener à bien ces travaux sur plusieurs axes, tout en utilisant des méthodes isotopiques et biochimiques, les techniques spectroscopiques comme la Résonance Magnétique Nucléaire (RMN) et la Spectrométrie de Masse de Rapports Isotopiques (SMRI) sont exploités. Ceci nécessite d'importants développements méthodologiques, tous effectués en étroite coopération avec mes collègues du laboratoire à Nantes et mes collaborateurs d'ailleurs.

Méthodes et développements :

En Résonance Magnétique Nucléaire quantitative :

1) la modification des acides gras afin accéder directement aux teneurs isotopiques en 2H de nombreux sites par RMN-2H quantitative ;

2) l'exploitation de la RMN en milieu chirale orientée pour déterminer des rapports 2H/1H des hydrogènes pro-(R) et pro-(S) sur les sites méthylènes des acides gras ;

3) la mesure du fractionnement isotopique spécifique par RMN-13C quantitative afin relier la sélectivité d'un isotopomère à une étape enzymatique spécifique impliquée dans une voie de biosynthèse ;

En Spectrométrie de Masse de Rapports Isotopiques :

5) le développement de Micro-extraction en Phase Solide couplée à l'irm-GC/MS pour déterminer le d13C de molécules volatiles ;

6) la détermination par irm-GC/MS des petits écarts en d15N dus aux effets isotopiques des enzymes ;

7) la détermination par irm-GC/MS du d13C des acides aminés.

Applications et découverts :

En métabolisme des acides gras :

• L'appauvrissement en 2H observé sur les sites éthyléniques impairs des acides gras naturels est en parfaite adéquation avec l'écart observé entre le H-pro-(R) (riche) et le H-pro-(S) (pauvre)
  

En filiation isotopique liée aux voies de biosynthèse :

• Les filiations isotopiques en 2H et en 13C entre glucose et l'acide lactique et/ou l'éthanol pourront dévoilées la voie de fermentation exploitée.
• La répartition non-statistique en 13C dans le Tramadol d'origine naturel peut donner lieu à une hypothèse de sa biosynthèse (collaboration Université de Grenoble)
• L'origine de l'appauvrissement dans les groupes O-Me et N-Me
  

En mécanismes réactionnels :

• Les effets isotopiques en 15N et en 2H et les mécanismes réactionnels associés à la déméthylation de la nicotine et de la tropine (collaboration Chimie, Lodz).
• Le mécanisme réactionnel de la dégradation de la tropine et de la nortropine, grâce à une combinaison de l'approche expérimentale et théorique (collaboration CEA-CNRS Saclay ; Chimie, Lodz).
• La proposition du mécanisme réactionnel de la biotransformation de l'acide férulique en vanilline.

Publications récentes représentatives :

182 Julien M, Nun P, Robins RJ, Remaud GS, Parinet J, Höhener P 2015Insights into mechanistic models for evaporation of organic liquids in the environment obtained by position-specific carbon isotope analysis, Env Sci Technol (in press) (DOI:10 1021/acs est 5b03280) IF2014=5.33

181 Julien M, Nun P, Höhener P, Parinet J, Robins RJ, Remaud GS 2015 Enhanced forensic discrimination of pollutants by position-specific isotope analysis using isotope ratio monitoring by 13C nuclear magnetic resonance spectrometry, Talanta 147, 383-389 IF2014=3.51

180 Lecerf-Schmidt, F Haudecoeur, R, Peres, B, Queiroz, MMF, Marcourt,L,Challal, S, Queiroz, EF, Taïwe, GS, Lomberget, T, Le Borgne, M,Wolfender, J-L,De Waard M, Robins, RJ, Boumendjel, A 2015 Biomimetic synthesis of Tramadol, Chem Commun 51, 14451-14453 IF2014=6.83

179 Bayle, K, Grand M, Chaintreau A, Robins RJ, Fieberb W, Sommer H, Akoka S, Remaud GS 2015 Internal referencing for 13C position-specific isotope analysis measured by NMR spectrometry, Anal Chem, 87, 7550-7554 IF2014=5.64

178 Diomande, DG, Martineau, E, Gilbert, A, Nun, P, Murata, A, Yamada,K, Watanabe, N, Tea, I, Robins, RJ, Yoshida, N, Remaud, GS 2015 Position-Specific Isotope Analysis of Xanthines: a 13C Nuclear Magnetic Resonance method to determine the 13C intramolecular composition at natural abundance, Anal Chem, 87 6600-6606 IF2014=5.64

177 Romek, KM, Nun, P, Remaud, GS, Silvestre, V, Taïwe,GS, Schmidt, F-L,Boumendjel, A, De Waard, M, Robins, RJ 2015 A retro-biosynthetic approach to the prediction of biosynthetic pathways from position-specific isotope analysis as shown for tramadol, Proc Natl Acad Sci USA, 112, 8296-8301 IF2014=9.68

175 Schmidt, H-L, Robins, RJ, Werner, RA 2015 Multi-factorial in vivo stable isotope fractionation: causes, correlations, consequences andapplications, Isotopes Environ Health Stud, 51, 155-199 IF2014=1.29

173 Bayle, K, Akoka, S, Remaud, GS, Robins, RJ 2015 Nonstatistical 13C distribution during carbon transfer from glucose to ethanol during fermentationis determined by the catabolic pathway exploited, J Biol Chem 290, 4118-4128 IF2014=4.57

170 Kosieradzka, K, Le Faouder, P, Molinié, R, Gentil, E, Lebreton, J, Robins,RJ 2014 Tropane alkaloid metabolism by PseudomonasAT3 cell cultures:Interchange between the nortropine and norpseudotropine catabolic pathways, PhytLett 10, 60-68 IF2014=1.85

169 Romek, KM, Julien, M, Frasquet-Darrieux, M, Tea, I, Antheaume, I, Hankard,R, Robins, RJ 2013 Human baby hair amino acid natural-abundance 15N-isotope values are not related to the 15N-isotope values of amino acids in mother'sbreast-milk protein, Amino Acids 45, 1365-1372 IF2013=3.92

168 Boumendjel, A, Taïwe,GS, Bum, EN, Chabrol, T, Beney, C, Sinniger, V,Souard,F, Haudecoeur, R, Marcourt, L, Challal, S, Queiroz, EF, LeBorgne, M, Lomberget,T, Depaulis, A, Lavaud, C, Robins, RJ, Wolfender,J-L, Bonaz, B, De Waard M 2013 Occurrence of the synthetic analgesic tramadol in an African medicinal plant, Angewandte Chemie Int Ed 52, 11780-11784 (Very Important Paper) IF2013=13.73

167 Tea, I, Le Guennec, A, Frasquet-Darrieux, M, Julien, M, Romek, K, Antheaume, I, Hankard, R, Robins, RJ 2013 Simultaneous determination of natural-abundance 15N values and quantity of individual amino acids in proteins from milk of lactating women and from infant hair using gaschromatography-isotope ratio measurement by mass spectrometry, Rapid Commun Mass Spectrom 27, 1345-1353 IF2013=2.51

165 Gilbert, A, Robins, RJ, Remaud, GS, Tcherkez, G 2012 Intramolecular13C-patternin hexoses from autotrophic and heterotrophic C3 plant tissues, Proc Natl AcadSci USA, 109, 18204-18209 IF2011=9.68

163 Kwiecien, RA, Le Questel, J-Y, Lebreton, J, Delaforge, M, André, F, Pihan, E, Roussel, A, Fournial, A, Paneth, P, Robins, RJ 2012 CytochromeP450-catalyzed degradation of nicotine: fundamental parameters determining hydroxylation by cytochrome P450 2A6 at the 5'-carbon or the N-methyl-carbon, J Phys Chem B, 116, 7827-7840 IF2011=3.70

161 Gilbert, A, Silvestre, V, Robins, RJ, Remaud, GS, Tcherkez, G 2012 Biochemical and physiological determinants of intramolecular isotope patterns in sucrose from C3, C4 and CAM plants accessed by isotopic 13C NMR spectrometry: a viewpoint, Nat Prod Reports 29, 476-486 IF2011=9.79

Distinctions :

Editor du journal Phytochemistry (Elsevier) (2012)

Lauréat de la Médaille de la Société de Phytochimie d'Europe, 2010 en reconnaissance d'une contribution exceptionnelle au domaine de la phytochimie ainsi qu'à la société elle-même ;

Membre du bureau et Secrétaire Honorable, Chairman (2002-2004), et Vice-Chairman (2000-2002 ; 2004-2006) de la Société de Phytochimie d'Europe ;

Membre du bureau et Trésorier de la Société Française des Isotopes Stables (2002-2006) ;

Chercheur invité, Université de Kyoto (financement des 'Royal Society' et 'British Council') 1990 ;

Membre du Bureau de Rédaction de "Isotopes in Environmental and Health Sciences".

 

Cursus Universitaire et Professionnel :

1975                BA: Biochimie, Université d'Oxford, Oxford, RU

1978                PhD: Oxford (Directeur B E Juniper)

1978-1981       Chercheur post-doctorale en Biochimie (UEA, RU)

1981-1994       Chargé de Recherche (Institute of Food Research, Norwich, RU)

1984                 MA: Université d'Oxford, Oxford, RU

1995-2007       DR2 au CNRS (LAIEM, Nantes)

2007-               DR1 au CNRS (LAIEM & CEISAM, Nantes)