Dokument: Bioaktive, pilzliche Naturstoffe aus extremophilen Endophyten
| Titel: | Bioaktive, pilzliche Naturstoffe aus extremophilen Endophyten | |||||||
| Weiterer Titel: | Bioactive fungal natural products from extremophilic endophytes | |||||||
| URL für Lesezeichen: | https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=41194 | |||||||
| URN (NBN): | urn:nbn:de:hbz:061-20170215-092832-3 | |||||||
| Kollektion: | Dissertationen | |||||||
| Sprache: | Englisch | |||||||
| Dokumententyp: | Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation | |||||||
| Medientyp: | Text | |||||||
| Autor: | Pérez Hemphill, Catalina Francis [Autor] | |||||||
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| Beitragende: | Prof. Dr. Proksch, Peter [Gutachter] Prof. Dr. Kalscheuer, Rainer [Gutachter] | |||||||
| Dewey Dezimal-Klassifikation: | 500 Naturwissenschaften und Mathematik » 540 Chemie | |||||||
| Beschreibungen: | Um die Produktion von neuen und bioaktiven Sekundärmetaboliten in endophytischen Pilzen zu aktivieren, wurden mehrere moderne Ansätze im Zuge dieser Dissertation durchgeführt, welche die Standardfermentation auf festem Reismedium und die Implementierung von OSMAC durch einen Wechsel oder eine Änderung des Fermentationsmediums umfassen.
Alle Naturstoffe, die in dieser Arbeit beschrieben sind, wurden mittels chromatographischer Trennverfahren aus Ethylacetat-Extrakten aufgereinigt. Die Strukturen der reinen Substanzen wurden mithilfe von hochmodernen MS-, NMR-, optischer Aktivitäts- und CD-Analysen aufgeklärt. Kapitel I - Fermentation von marinen endophytischen Pilzen auf festem Reismedium Dieses Kapitel beinhaltet Experimente und Ergebnisse von Fermentierungen endophytischer Pilze auf festem Reismedium: Abschnitt 1 - Polyketide aus dem Mangroven-stämmigen pilzlichen Endophyten Pestalotiopsis clavispora Der Mangroven-stämmige Pilz Pestalotiopsis clavispora brachte insgesamt 14 Polyketide hervor, einschließlich der sechs neuen Naturstoffe Pestalpolyol I, Pestapyrone A und B, (R)-Periplanetin D, Pestaxanthon, Norpestaphthalid A, das Isolierungsartefakt Pestapyron C und die sieben bekannten Metaboliten Similanpyron B, Norpestaphthalid B, Pestaphthalid A und B, 2-epi-Herbarumin II und Pestalotiollid A und B. Alle Substanzen wurden auf ihre Zytotoxizität gegen die Maus-Lymphom-Zelllinie L5178Y getestet und Pestalpolyol I wies einen IC50-Wert von 4,1 µM auf. Entsprechend wurden diese Erkenntnisse in Tetrahedron Letters 57 publiziert [http://dx.doi.org/10.1016/j.tetlet.2016.03.101]. Abschnitt 2 - Absolute Konfiguration und Anti-Tumor-Aktivität von Torrubiellin B Durch die Kultivierung von Acremonium sp. auf Reis produzierte dieser Endophyt eine große Menge des dimeren Anthracens Torrubiellin B. Die bisher unbekannte absolute Konfiguration wurde als (5’R,10’S,10a’R) via ECD-Messungen bestimmt und wies eine große Anti-Tumor-Aktivität gegenüber mehreren soliden Tumor-Zelllinien auf, mit IC50-Werten von 0,2 bis 2,6 µM auf. Diese Ergebnisse wurden in der Fachzeitschrift Tetrahedron Letters 56 veröffentlicht [http://dx.doi.org/10.1016/j.tetlet.2015.03.126]. Kapitel II – Induktion und verstärkte Produktion von Sekundärmetaboliten mit OSMAC Dieses Kapitel deckt alle Experimente und Ergebnisse ab, die mit der OSMAC-Implementierung über eine Änderung oder einen Wechsel des Kultivierungsmediums ausgeführt wurden: Abschnitt 1 – OSMAC-Ansatz führt zu neuartigen Fusarielin-Metaboliten von Fusarium tricinctum Die Kultivierung des Endophyten Fusarium tricinctum auf Saft-supplementiertem festem Reismedium führte im Vergleich zu dem Standard-Reismedium zu einer 80-fach erhöhten Produktion des neuen Naturstoffes Fusarielin J, welcher einen IC50–Wert von 12,5 µM gegen die humane Ovarialkarzinom-Zelllinie A2780 CisR aufwies. Zusätzlich wurde die Produktion zweier neuer Naturstoffe Fusarielin K und L und zweier bekannter Fusarieline A und B in den Saft-Kultivaren induziert. Abschließend wurden die inhärent vorhandenen Substanzen von F. tricinctum identifiziert, nämlich (-)-Citreoisocoumarin, (-)-Citreoisocoumarinol, Lateropyron, Enniatin B, B1, A und A1 und Fusaristatin A detektiert. Das entsprechende Manuskript wurde bei dem Journal of Antibiotics eingereicht. Abschnitt 2 - Optimierung der Enniatin-Produktion von Fusasrium tricinctum durch Festphasen-Fermentation Die Kultivierung des endophytischen Pilzes F. tricinctum auf verschiedenen Fermentationsmedien, einschließlich verschiedenen festen und einem Flüssig-Medium mit oder ohne Zusatz von Pepton oder Aminosäuren, zeigte die höchste Produktion von Enniatin A, A1, B und B1 auf festem Bohnenmedium. Diese Ergebnisse wurden in der Zeitschrift für Naturforschung 68C publiziert [http://dx.doi.org/10.1515/znc-2013-5-608].To induce the production of new and bioactive secondary metabolites in endophytic fungi, several modern approaches were performed in the course of this dissertation, including standard fermentation on solid rice medium and implementation of OSMAC by changing and altering the fermentation medium. All natural products described in this work were obtained by chromatographic purification of ethyl acetate extracts. The structures of purified compounds were unambiguously elucidated by state of the art MS, NMR, ORT, and CD analysis. Chapter I - Fermentation of Marine Endophytic Fungi on Solid Rice Medium This Chapter contains experiments and results from fermenting marine endophytic fungi on solid rice medium: Section 1 - Polyketides from the Mangrove-derived Fungal Endophyte Pestalotiopsis clavispora The cultivation of Mangrove-derived fungus Pestalotiopsis clavispora yielded a total of 14 polyketides, including the six new natural products pestalpolyol I, pestapyrones A and B, (R)-periplanetin D, pestaxanthone, norpestaphthalide A, the isolation artifact pestapyrone C, and seven known metabolites similanpyrone B, norpestaphthalide B, pestaphthalide A and B, 2-epi-herbarumin II, and pestalotiollides A and B. All compounds were tested for their cytotoxicity against the mouse lymphoma cell line L5178Y and pestalpolyol I exhibited an IC50 value of 4.1 µM. Accordingly, these findings were published in the international journal Tetrahedron Letters 57 [http://dx.doi.org/10.1016/j.tetlet.2016.03.101]. Section 2 - Absolute Configuration and anti-tumor Activity of Torrubiellin B By cultivating Acremonium sp. on rice this Mangrove-derived endophyte produced a large quantity of the dimeric anthracene torrubiellin B. The hitherto unknown absolute configuration was established as (5’R,10’S,10a’R) via ECD measurements and exhibited strong anti-tumor activity against several human solid cancer cell lines with IC50 values of 0.2 - 2.6 µM. These results were published in Tetrahedron Letters 56 [http://dx.doi.org/10.1016/j.tetlet.2015.03.126]. Chapter II - Induction and Enhancement of Secondary Metabolites with OSMAC This chapter covers all experiments and results performed with the implementation of OSMAC by an alteration or change of the cultivation medium: Section 1 – OSMAC Approach leads to New Fusarielin Metabolites from Fusarium tricinctum The cultivation of the endophyte Fusarium tricinctum on juice-supplemented solid rice medium, compared to standard rice medium, led to the 80-fold enhanced production of the new natural product fusarielin J, which exhibited an IC50 value of 12.5 µM against the human ovarian cancer cell line A2780 CisR. Additionally, two new fusarielins K and L, and the known fusarielins A and B were induced in the juice cultivars, and exhibited moderate cytotoxic activity, when tested on the same cell line. Finally, compounds inherently present in F. tricinctum were identified, namely (-)-citreoisocoumarin, (-)-citreoisocoumarinol, lateropyrone, enniatin B, B1, A, and A1, and fusaristatin A. The regarding manuscript was submitted to the Journal of Antibiotics. Section 2 - Optimization of Enniatin Production by Solid-Phase Fermentation of Fusarium tricinctum Cultivation of the endophytic fungus F. tricinctum on various fermentation media, including various solid media and one liquid medium with or without the addition of peptone or amino acids, exhibited the highest production of enniatins A, A1, B, and B1 on solid white beans medium. These results were published in Zeitschrift für Naturforschung 68C [http://dx.doi.org/10.1515/znc-2013-5-608]. | |||||||
| Lizenz: |  Urheberrechtsschutz | |||||||
| Fachbereich / Einrichtung: | Mathematisch- Naturwissenschaftliche Fakultät » WE Pharmazie » Pharmazeutische Biologie und Biotechnologie | |||||||
| Dokument erstellt am: | 15.02.2017 | |||||||
| Dateien geändert am: | 15.02.2017 | |||||||
| Promotionsantrag am: | 13.02.2016 | |||||||
| Datum der Promotion: | 15.12.2016 |
