Fermentation, Isolierung und Strukturaufklärung der ribosomal synthetisierten Thiazol/Oxazol-Peptide Plantazolicin A und B aus Bacillus amyloliquefaciens FZB42 und Strukturaufklärung der Langkocycline aus Streptomyces sp. Acta 3034
Kalyon, Bahar - Technische Universität Berlin (2013)
Die vorgelegte Arbeit befasste sich mit zwei verschiedenen Aufgabenstellungen. Der erste Teil dieser Arbeit beschreibt die Fermentation, Isolierung und Strukturaufklärung des ribosomal synthetisierten Peptids Plantazolicin aus Bacillus amyloliquefaciens FZB42. Plantazolicin besitzt ein Thiazol/Oxazol-modifiziertes Microcin (TOMM)-Biosynthesecluster. Dementsprechend durchläuft das Vorläuferpeptid eine Reihe von posttranslationalen Modifikationen, bevor das aktive Biosyntheseprodukt Plantazolicin entsteht. Plantazolicin wurde isoliert und aufgereinigt. Die Strukturaufklärung des Peptids wurde durch die hohe Anzahl an quartären Kohlenstoffatomen erschwert, so dass neben der Tandem-Massenspektrometrie und 2D 1H-13C-korrelierten NMR-Spektroskopie auch 15N-Fütterungsexperimente durchgeführt werden mussten. Anhand des so gewonnenen 15N-markierten Plantazolicins konnte mit Hilfe der Aufnahme von 1H-15N-HMQC- und 1H-15N-HMBC-NMR-Spektren die Struktur erfolgreich aufgeklärt werden.
Im zweiten Teil der vorliegenden Arbeit wird die Strukturaufklärung der Langkocycline A1, A2, A3, B1 und B2, einer neuen Naturstofffamilie aus dem Streptomyces-Stamm Acta 3034 beschrieben. Die Strukturaufklärung der im Zuge eines chemischen Screening-Programms isolierten Sekundärmetabolite erfolgte mit Hilfe der hochauflösenden Massenspektrometrie und der Kernresonanzspektroskopie. Es wurde herausgefunden, dass die Langkocycline zu der Gruppe der Angucyclin-Antibiotika, der größten Gruppe polyzyklischer aromatischer Polyketide, gehören und eine strukturelle Verwandtschaft zu Urdamycin A und Urdamycin D besitzen. Da die Vertreter der Angucycline über diverse biologische Aktivitäten verfügen, überwiegend zytotoxische und antibakterielle Wirkung, wurden Bioaktivätsassays mit den Langkocyclinen durchgeführt. Getestet wurden die Aktivitäten gegen Bacillus subtilis, Candida albicans und humane Krebszelllinien. Es wurde eine bakterizide Aktivität gegen den grampositiven Stamm Bacillus subtilis und zytotoxische Aktivität gegen das menschliche hepatozelluläre Leberkarzinom HepG2 und gegen die Krebszelllinie NIH 3T3 beobachtet.